到目前为止，国内外公认的符合标准的植物必需营养元素有17种，它们是碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、硼(B)、钼(Mo)、氯(Cl)和镍(Ni)。
各种营养元素在植物体内的含量相差很大，一般根据植物体内必需营养元素含量的多少划分为大量营养元素、中量营养元素和微量元素。大量元素包括碳、氢和氧3种非矿质元素以及氮、磷和钾3种矿质元素，共计6种，平均含量一般占植物干物质量的0.5%以上。植物对微量元素需要量极微，在植物体内含量通常在0.1%以下，包含铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯和镍共8种元素。中量元素在植物体内含量介于大量元素和微量元素之间，包括钙、镁和硫3种元素，通常占植物干物质量的0.1%~0.5%。
实际上，必需营养元素的含量常受植物种类和部位、株龄、生长发育阶段、环境条件等多方面因素的显著影响，尤其是环境条件的影响，可使植物体内各种营养元素的含量发生很大的变化。例如，植物组织中铁和锰的含量有时接近于硫和镁的含量。此外，植物体内微量元素的含量（如锰）常常大大超过生理上的需要量；植物对氯的需要量很少，但在许多植物种中氯的浓度缺相当高。由此可见，植物器官（根、茎、叶、花、果等）中的营养元素含量并不能确切反映植物生理和生化过程的实际需要量。植物甚至可以含有高浓度的而不是植物需要的一些元素，这些元素对植物可能是有益的，也可能是无益的。因此从生理学角度分析，根据必需营养元素在植物体内的含量多少进行大量元素、中量元素和微量营养元素的划分是欠妥当的。
尽管植物必需的各种营养元素都有着各自独特的功能，但营养元素之间在生物化学作用和生理功能方面具有一定的相似性。因此根据营养元素的生物化学作用和生理功能将植物必需营养元素分为以下4组。
第一组，包括碳、氢、氧、氮和硫，它们是构成植物有机体结构物质的生活物质的基本元素。结构物质是构成植物活体的基本物质。如纤维素、木质素、果胶质等。生活物质是植物代谢过程中最为活性的物质，如氨基酸、蛋白质、核酸、叶绿素、酶等，氮和硫又是组成辅酶和辅机的基本元素。这些元素同化为有机物的反应是植物新陈代谢的基本过程。
第二组，包括具有相似特性的磷、硼（硅），它们都是以无机阴离子或酸分子的形态被植物吸收，并可与植物体中的羟基化合物进行酯化反应生产磷酸酯、硼酸酯等，作为高能磷酸键参与能量转化反应。
第三组，包括钾、钙、镁、锰和氯5种元素。这类元素一般以离子形态被植物吸收，并以离子形态纯在于细胞汁液中或者被吸附在非扩散的有机酸根上。其主要作用为生产渗透势、平衡阴离子、活化酶类，或作为酶和底物之间的桥梁等。
第四组，包括铁、铜、锌和钼，它们主要以螯合态存在于植物体内，除钼以外也常常以配合物或螯合物的形态被植物吸收。这些元素中的大多数可通过化合价的变化传递电子。
实际上，每种营养元素的功能有时也是多方面的，而且往往存在于一些元素在执行某一功能的同时又在执行另外一些功能。因此根据营养元素的生理生化功能进行的分组也不能绝对化。如磷在形成高能磷酸键时起存储能量的作用，同时它又是许多大分子结构物质和生物活性物质的必要组成分；铁是很多酶或辅酶的基本组成分，但同时在这些结构中又发挥传递电子的作用。