农用石膏既是肥料又是土壤改良剂。植物需要的16种营养元素中，有钙和硫，而石膏的主要成分是硫酸钙，既含钙又含硫，所以它也是一种肥料。由于土壤中钙和硫的来源广泛，相对数量也比其他营养元素多，一般情况下，石膏单独作为肥料施用的不多。在南方高产地区，植物吸收钙、硫数量多，补充少，施用石膏也有增产效果。
石膏的主要用途是作为土壤改良剂，用于改良碱性土。碱性土壤零星分布在我国东北、西北等半干旱地区，其特点是土壤溶液中含有碳酸钠和重碳酸钠，土壤胶体上含有交换性钠，因此，土壤呈强碱性反应，pH可达9以上。土壤黏重，通透性差，严重影响植物生长。石膏改良碱性土的原因在于，石膏的主要成分为硫酸钙，可与土壤溶液中的碳酸钠和重碳酸钠作用，生成硫酸钠易溶于水，可通过灌溉洗盐，随水淋洗掉，从而消除耕层土壤的碱性，达到改良土壤的目的。