棉花正常生长发育需要多种营养元素，其中以氮、磷、钾三种元素需要量大，土壤一般不能满足，需要通过施肥来补充。其他微量元素如锌、锰、硼等棉花需要量虽少，但由于受土壤气候等条件影响，土壤有时也不能满足对其生长发育的要求，表现为缺乏，施用微肥显著增产。
棉花正常生长发育经过苗期、蕾期、花铃期、吐絮期等阶段，一般每667米2产皮棉100千克需吸氮7～8千克，磷4～6千克，钾7～15千克；每667米2产皮棉200千克需吸收氮20～35千克，磷7～12千克，钾25～35千克。
棉花不同生育时期吸收养分的数量是不同的。一般来讲，苗期是以长根、茎、叶为主的营养生长时期，植株小，生长量少，对养分的需要量少。蕾期营养与生殖生长同时进行，是棉花旺盛生长时期，此期棉花生长速度快，对养分的需要数量增多；花铃期营养生长达到最高峰，进而转向生殖生长占优势的时期，此期棉花对养分的吸收达到高峰，吸收的数量最多；吐絮期以后，棉花生长明显减弱，根系吸收能力下降，对养分的吸收量明显减少。
据中国农业科学院棉花研究所对中棉12研究表明，苗期棉花对氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）的吸收量分别占一生总吸收量的4.5％、3.0％～3.4％、3.7％～4.0％；蕾期分别为27.8％～30.4％、25.3％～28.7％和28.3％～31.6％；花铃期最高分别为59.8％～62.4％、64.4％～67.1％和61.6％～63.2％；吐絮期分别为2.7％～7.8％、1.1％～6.9％和1.2％～6.3％。
值得一提的是，苗期虽然对养分元素需要量少，但其作用大，如此时营养元素缺乏，会造成幼苗生长受挫，即使以后大量施肥也难以补救。因此，应满足棉花苗期对营养元素的需求，尤其是对磷素的需求，强调早施磷肥，并施入氮肥做基肥、种肥。
