植物营养学是研究植物对营养物质的需求、吸收、转化和利用以及这些过程与植物生长发育和产量形成的关系，从而了解如何通过调控营养物质供应来改善植物的生长发育和提高农产品质量的科学。

植物所需的主要营养物质有16种，包括碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、钼、氯和硼，这些元素在植物体内的含量虽然很少，但它们对于植物的生长发育却起着至关重要的作用，氮是构成蛋白质和核酸的重要元素，磷是构成核酸和ATP的重要元素，钾是维持细胞渗透压和光合作用的重要元素，钙是构成细胞壁和稳定生物膜的重要元素，镁是叶绿素的组成元素，硫是合成氨基酸和蛋白质的重要元素，铁是合成叶绿素和血红蛋白的重要元素，锰是合成酶的活化中心的重要元素，铜是合成铜蛋白的重要元素，锌是合成酶的重要元素，钼是合成硝酸还原酶的重要元素，氯是维持细胞渗透压和调节气孔开闭的重要元素，硼是合成激素和糖类的重要元素。

植物对营养物质的吸收主要通过根系进行，根系通过根毛扩大了吸收面积，通过根皮层和中柱鞘的细胞膜上的运输蛋白将营养物质从土壤中吸收到根内，营养物质通过木质部和韧皮部的导管系统运输到植物的各个部位。

植物对营养物质的利用主要包括光合作用、呼吸作用和有机物的合成，光合作用是植物将光能转化为化学能的过程，它需要二氧化碳和水作为原料，产生氧气和葡萄糖，呼吸作用是植物将化学能转化为热能的过程，它需要氧气作为氧化剂，产生二氧化碳和水，有机物的合成是植物将营养物质转化为植物体的组成部分的过程，它需要各种营养物质作为原料。