Мочевина (карбамид) содержит не менее 46% азота. Ее получают синтезом из аммиака и диоксида углерода при высоких давлениях и температуре. Белый мелкокристаллический продукт, хорошо растворимый в воде. Гигроскопичность при температуре до 20° С небольшая. При хороших условиях хранения слеживается мало, сохраняет нормальную рассеваемость. Хорошими физическими данными обладает гранулированная мочевина. Во время грануляции мочевины образуется биурет, обладающий токсическим действием, однако его содержание в гранулированном удобрении не превышает 1% и почти безвредно для растений при обычных способах применения. В почве под влиянием уробактерий, выделяющих фермент уреазу, мочевина на 2–3 дня аммонифицируется с образованием карбоната аммония.

В первые дни после внесения мочевины вследствие образования гидролитической щелочной соли происходит временное местное подщелачивание почвы. Образующаяся щелочная соль поглощается почвой и постепенно нитрифицируется, причем нитрификация протекает быстрее, и временное подщелачивание почвы сменяется некоторым подкислением. На малобуферных легких почвах смещения реакции почвенного раствора могут быть особенно заметными.

Мочевина является одним из лучших азотных удобрений и по эффективности равноценна аммиачной селитре. Ее можно применять как основное удобрение или в качестве подкормки под все культуры и на различных почвах. При внесении мочевины в почву необходимо заранее ее заделать, так как при поверхностном размещении удобрения возможны потери азота вследствие улетучивания аммиака из карбоната аммония, легко разлагающегося в воздухе. Значительные потери в форме аммиака могут происходить при использовании мочевины в подкормку на лугах и пастбищах, поскольку дернина обладает высокой уреазной активностью. Кроме того, мочевину можно применять для некорневой подкормки овощных и плодовых культур, а также для поздних подкормок пшеницы с целью повышения содержания белка в зерне.

В отличие от других азотных удобрений мочевина даже в повышенной концентрации не обжигает листья и вместе с тем хорошо усваивается растениями. Также мочевину применяют в животноводстве как азотную добавку к углеводистым кормам.