几千年以前，农民们就认识到他们可以用肥料来改善土壤。早期的农民给他们的耕地施堆肥和动物粪肥。他们知道这样做有用，却不知道原因何在。其实原因在于这些肥料有助于产生营养物，诸如氮等，它们对农作物的生长是必不可少的。
19世纪的科学家们发现了氮的重要作用。农民们开始购买智利天然沉积物中找到的硝酸钠，施在自己田里。但这些沉积物不会永远存在下去，因此人们终究需要去寻找另外的氮源。幸运的是，氮是一种普通气体，而且构成了地球大气的五分之四。这样，科学家们便开始寻求从大气中获得氮的种种途径。环境专家抨击使用化肥，因为供水可能因此受到污染。再者，大量的能源耗于氨的生产。接着干下去的人是德国化学家弗里茨·哈伯。他设计了一种生产氨（含氮）的方法。在化学家卡尔·博什改善的一种催化剂（加速化学反应的物质）的帮助下，氢与氮产生化学反应。这种方法现在称为哈伯-博什制造法。该制造法在1909年公开，氨生产工业加速成长起来。氨成为化学肥料的基础，也使农作物产量大幅度增加。哈伯-博什制造法中的“魔术配料”就是“催化剂”。催化剂是一种促进化学反应，而本身不发生变化的物质。哈伯-博什制造法中的催化剂是镍和铁。
化肥在为世界益增长的人口，特别是像印度这些人口剧增的国家提供食物方面发挥了很大的作用。