植物正常生长发育所必需而不能用其它元素代替的植物营养元素。植物缺乏必需元素时不能完成其生活史。植物体内所含元素种类甚多，但这些元素并非都是植物正常生长发育所必需。1939年美国学者D.I.阿农（Arnon）及P.R.斯托特（Stout）提出了植物必需元素的三条标准：①植物缺乏该元素时，正常生长发育受阻，不能完成其生活史；②植物缺乏该元素时出现一定的症状，只有在补充该元素后才能阻止症状的发展或恢复正常；③该元素在植物代谢中具有直接效应。例如为植物体内必需的组成成分，或为植物代谢中酶促反应所必需的。

按上述标准，高等植物的必需元素有：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、硫（S）、钾（K）、镁（Mg）、钙（Ca）、铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）、铜（Cu）、硼（B）、钼（Mo）和氯（Cl）16种。植物对前9种元素的需要量较大，称为大量元素（macroelements）；对后7种元素的需要量较小，称为微量元素（microelements）。此外，还有些植物需要硅（Si）、钠（Na）、钴（Co）等。例如水稻需要硅；甜菜需要钠；豆科植物根瘤菌的氮素固定需要钴等，但还未确定这类元素是所有植物必需的营养元素，故称之为有益元素（beneficial elements）。今后随着科学技术的进展，可能还会发现一些新的必需元素。

植物对大量元素和微量元素的需要量虽有多少之分，但二者对植物生命活动皆有重要功能，缺一不可。必需元素的生理功能可概括为以下几方面：植物体内有机结构的组成成分；参与酶促反应或能量代谢以及具有调节功能。碳、氢、氧是构成纤维素、半纤维素、木素、多糖、单糖等的组成成分。碳、氢、氧、氮、磷是构成生命的物质基础——蛋白质和核酸的组分，蛋白质中也含有硫。有些元素是酶的组分，例如细胞色素氧化酶中含有铁，碳酸酐酶中含有锌等，氮则是所有酶蛋白的组分。有些元素虽不是酶的组分，但为一些酶的活化剂，起激活酶的作用。例如Mg^2＋是二磷酸核酮糖羧化酶的活化剂，K^＋是ATP酶的活化剂。磷在能量代谢中有特别重要的功能。K^＋和Cl^-在渗透调节中具有重要作用；在保持电化学平衡中K^＋也很重要。各种必需元素各有其独特的功能，植物在各种元素平衡的条件下就能生长发育良好。