氮、磷、钾对水稻产量形成的作用各不相同，以氮素的影响最大。氮素对水稻产量构成影响最大的是穗数，同时也影响每穗粒数。但过多的氮素除会引起倒伏、减产外，还会使瘪谷率增加，但其对粒重影响较小。氮素还对稻米品质有影响，能提高蛋白质含量。
磷是组成植物细胞核酸的主要成分，它能加速细胞分裂，促进水稻发根分蘖，还能促进氮肥的吸收，在水稻抽穗后，茎叶中的磷可以转移到穗中，磷是水稻体内最易转移和多次利用的一种营养元素，多半在水稻生长初期吸收，但后期大多转移到谷粒中，对提高水稻结实率和千粒重有重要作用。而稻苗对磷的需要相当迫切，即使在根系未充分发达时也要求有一定数量磷。磷主要影响水稻分蘖数，也影响千粒重和稻米的品质。
钾对分蘖数的影响很小，除非在极端缺钾的情况下，才影响分蘖。钾对每穗小穗数和结实率有明显的正效应，分蘖期适当的氮、钾平衡对小穗形成和结实率均有良好影响。钾肥可以促进碳水化合物的合成与运输，并促进氮的吸收，增强水稻的光合作用。更重要的是钾肥能促进茎秆生长粗壮、坚韧，增强抗倒和抗病能力，使籽粒结实饱满。由于钾有助于剑叶维持较长的生理活性，为了达到高产，钾的吸收持续到灌浆成熟后期是很重要的，不过钾肥太多会对米质产生不利影响。