Secara umum, tumbuhan hanya menyerap nutrisi yang diperlukan jika terdapat dalam bentuk senyawa kimia yang mudah terlarut. Nutrisi dari pupuk organik hanya dilepaskan ke tanah melalui pelapukan yang dapat memakan waktu lama. Pupuk anorganik memberikan nutrisi yang langsung terlarut ke tanah dan siap diserap tumbuhan tanpa memerlukan proses pelapukan.

Pupuk Anorganik, atau Pupuk kimia adalah pupuk yang dibuat secara kimia atau juga sering disebut dengan pupuk buatan. Pupuk kimia bisa dibedakan menjadi pupuk kimia tunggal dan pupuk kimia majemuk. Pupuk kimia tunggal hanya memiliki satu macam hara, sedangkan pupuk kimia majemuk memiliki kandungan hara lengkap. nPupuk kimia yang sering digunakan antara lain Urea dan ZA untuk hara N: pupuk TSP, DSP, dan ZA untuk hara P: Kcl atau MOP untuk hara K. Sedangkan pupuk majemuk biasanya dibuat dengan mencampurkan pupuk-pupuk tunggal. Komposisi haranya bermacam-macam tergantung produsen dan komoditasnya.

Tiga senyawa utama dalam pupuk anorganik yaitu nitrogen (N), fosfor (P), dan kalium (K). Kandungan NPK dihitung dengan pemeringkatan NPK yang memberikan label keterangan jumlah nutrisi pada suatu produk pupuk anorganik.

Secara umum, nutrisi NPK yang siap diserap oleh tanaman pada pupuk anorganik mencapai 64%, jauh lebih tinggi dibandingkan pupuk organik yang hanya menyediakan di bawah 1% dari berat pupuk yang diberikan. Inilah yang menyebabkan mengapa pupuk organik harus diberikan dalam jumlah yang jauh lebih banyak dibandingkan pupuk anorganik.

Pupuk nitrogen dibuat dengan menggunakan proses Haber yang ditemukan pada tahun 1915. Proses ini menggunakan gas alam sebagai sumber hidrogen, dan gas nitrogen dari udara pada temperatur dan tekanan yang tinggi dengan bantuan katalis menghasilkan amonia sebagai produknya. AMonia dapat digunakan sebagai bahan baku pupuk lainnya seperti amonium nitrat dan urea. Pupuk ini dapat dilarutkan terlebih dahulu dengan air. Sebelum ditemukannya proses Haber, mineral seperti natrium nitrat ditambang untuk dijadikan sumber pupuk nitrogen anorganik. Mineral ini masih ditambang sampai sekarang.

Proses lainnya dalam pembuatan pupuk organik adalah proses Odda yang disebut juga dengan proses nitrofosfat. Bebatuan fosfat dengan kadar fosfor hingga 20% dilarutkan ke asam nitrat untuk menghasilkan asam fosfat dan kalsium nitrat. Bebatuan fosfat juga bisa diproses menjadi mineral P2O5 dengan bantuan asam sulfat. Melalui tungku listrik, mineral fosfat juga bisa direduksi menjadi fosfat murni, namun proses ini sangat mahal.

Kalium secara komersial dapat ditemukan di berbagai tempat mulai dari bebatuan di dalam bumi hingga sedimen di dasar laut. Bebatuan yang mengandung kalium sering kali berada dalam bentuk kalium klorida yang juga ditemukan bersamaan dengan mineral natrium klorida. Bebatuan yang mengandung kalium ditambang dengan bantuan air panas sehingga larut. Larutan ini diuapkan dengan bantuan sinar matahari. Senyawa amina digunakan untuk memisahkan KCl dengan NaCl.

Penggunaan pupuk anorganik secara komersial telah berkembang dan meningkat hingga 20 kali lipat dibandingkan 50 tahun yang lalu dengan jumlah konsumsi saat ini mencapai 100 juta ton nitrogen anorganik per tahun. Tanpa pupuk anorganik, diperkirakan sepertiga bahan pangan saat ini tidak dapat berproduksi. Penggunaan pupuk fosfat juga meningkat dari 9 juta ton (1960) menjadi 40 juta ton (2000). Setiap hektare tanaman jagung membutuhkan antara 30 hingga 50 kilogram pupuk fosfat, sedangkan kedelai membutuhkan 20–25 kg. Yara International merupakan produsen pupuk nitrogen anorganik terbesar di dunia.