人类的生存繁衍离不开粮食，粮食的生产离不开肥料。在漫长的历史发展进程中，人类长期使用人畜肥料和动植物腐烂后的产物作肥料。化肥的出现改变了世界粮食生产的历史。19世纪初，德国人J．李比希系统研究了植物生长与某些化学元素间的关系，其中氮元素对植物生长促进作用尤为突出，并预言农作物需要的营养物质将会在工厂里生产出来，由此激发了人们建立工厂生产化肥的愿望。
基于合成氨技术生产的氮肥（尿素，CH4N2O），含氮元素46．6％，适用于各种土壤和植物，它易保存，使用方便，对土壤的破坏作用小，是世界范围内使用量最大的化学肥料。1909年，德国化学家弗里茨·哈伯（FritzHaber）用锇（Os）催化剂以氢气（H2）和氮气（N2）为原料生产出氨（NH3），就此开辟使用空气中的氮气大规模制取合成氨及尿素的技术。
合成氨和尿素的过程中，氮来自空气，氢可以来自天然气。天然气的主要成分甲烷（CH4）和水蒸气在高温（800℃）和催化剂的作用下生成合成气（H2、CO、CO2），称为一段转化。合成气中还含有未反应的甲烷和水，然后将空气（N2、O2）引入合成气中进行二段转化，在1100℃条件下，氧气与合成气继续反应生成混合气（H2、CO、CO2、H2O、N2），混合气再经过催化剂作用，其中的一氧化碳和水发生变换反应生成二氧化碳和氢气。经过一系列转化，气体的组成变成了N2、H2、CO2、H2O，最后再经过脱除二氧化碳和分离水的工艺过程，生成了合成氨所需要的氮气和氢气，二者之间的比例为1∶3，正好适合生成氨（NH3）。将该1∶3的气体压缩到10～15兆帕，接触熔融铁催化剂后生成氨（NH3）。
当然了，还有前面提到的二氧化碳。经历上述步骤后，以甲烷、水蒸气、空气为原料，生成氨的二氧化碳的比例又恰好是2∶1，在另外一个尿素生成装置里面，氨和二氧化碳在高压条件下合成尿素溶液，尿素溶液经过造粒后生成洁白的尿素颗粒，再经过装袋、销售环节，最后撒播到农田作为氮肥促进了植物生长。
氮肥的制造技术多种多样，以天然气、石油、煤炭等为原料都可以制造出尿素，从人类有对氮元素的需求认识开始，到规模化生产出尿素，经历了近100年的时间，现在世界范围内尿素产量达到2．0亿吨/年左右，中国的尿素产量达到5400万吨/年左右，是世界最大尿素生产国，为我国农业发展做出了巨大贡献。