水肥一體化技術就是通過灌溉系統給作物施肥澆水，作物在吸收水分的同時吸收養分，是迄今為止農業生產最為節水節肥的技術之一。
狹義來講，就是通過灌溉系統施肥，作物在吸收水分的同時吸收養分。通常與灌溉同時進行的施肥，是在壓力作用下，將肥料溶液注入灌溉輸水管道而實現的。溶有肥料的灌溉水，通過灌水器（噴頭、微噴頭和滴頭等），將肥液噴灑到作物上或滴入根區。廣義講，就是把肥料溶解后施用，包含淋施、澆施、噴施、管道施用等。
植物有兩張"嘴巴"，根系是它的大嘴巴，葉片是小嘴巴。大量的營養元素是通過根系吸收的。葉面噴肥只能起補充作用。我們施到土壤的肥料怎樣才能到達植物的嘴邊呢？通常有兩個過程。一個叫擴散過程。肥料溶解后進入土壤溶液，靠近根表的養分被吸收，濃度降低，遠離根表的土壤溶液濃度相對較高，結果產生擴散，養分向低濃度的根表移動，最后被吸收。另一個過程叫質流。植物在有陽光的情況下葉片氣孔張開，進行蒸騰作用（這是植物的生理現象），導致水分損失。根系必須源源不斷地吸收水分供葉片蒸騰耗水。靠近根系的水分被吸收了，遠處的水就會流向根表，溶解于水中的養分也跟著到達根表，從而被根系吸收。因此，肥料一定要溶解才能被吸收，不溶解的肥料植物"吃不到"，是無效的。在實踐中就要求灌溉和施肥同時進行（或叫水肥一體化管理），這樣施入土壤的肥料被充分吸收，肥料利用率大幅度提高。
水肥一體化的前提條件就是把肥料先溶解。然后通過多種方式施用。如葉面噴施、挑擔淋施和澆施、拖管淋施、噴灌施用、微噴灌施用（南方最普及水帶噴施）、滴灌施用、樹干注射施用等。其中滴灌施用由于延長了施肥時間，效果最好，最節省肥料。
循環式技術模式
該模式是目前節水節肥效果最好的技術模式，該技術模式由控制系統、澆灌系統、栽植系統三部分組成。栽植系統由PVC管道和固定架等構成，PVC管道臥式固定在固定架上。PVC管道的上方鉆出等距離的圓孔，用于栽植蔬菜和草莓等作物。澆灌系統由營養液存儲裝置、循環裝置等部分組成。存儲罐內存放的營養液體是根據作物生長發育不同階段所需營養元素及比例專門配制而成的，可以完全滿足作物不同生長發育期對各種養分的需要。作物栽植后，控制系統會按設定的時間段，啟動、關閉澆灌系統。
澆灌系統啟動后，在一定的時間段內營養液體在循環裝置的控制下，不間斷地從PVC管的前端流向末端，再流回到存儲裝置內。作物也在營養液體循環過程中，吸收到了水分和養分。試驗表明，用循環式水肥一體化栽培技術模式栽培草莓，每畝用水僅為40.9方，用肥45.5公斤；與滴灌式水肥一體化栽培技術模式相比，每畝節水近90方，節省化肥14.5公斤。該技術模式因其技術含量較高，再加上投資也較高，適合在觀光園區應用。
滴灌式技術模式
滴灌技術是一項很成熟的技術，但將其整合為水肥一體化技術，絕非是將肥料混入到水中那么簡單，因為滴水頭對水的凈度要求較高，一旦達不到要求就會造成堵塞，致使出水不暢，甚至不能出水。因此，滴灌式水肥一體化技術模式的肥料必須是專用型全溶性肥料，否則，即使對肥料溶解液進行多次過濾，也很難達到要求，溶解在水中的營養成分還會在出水控制元件附近凝結，對出水流暢性產生影響，對元件造成損壞。
基質式技術模式
該模式的灌溉和施肥方式與循環式水肥一體化栽培技術模式基本相同，草莓和蔬菜等作物本身所消耗的水分和養分也基本相當，不同的是，草莓和蔬菜等作物吸收后剩余的水和養分不是循環利用，而是通過回收裝置回收后，再通過輸送裝置輸送到位于溫室邊角部位，供種植在那里的作物繼續利用。該模式適合于在經濟效益較高的作物，如草莓等生產上應用。
重力式技術模式
亦稱為微型式水肥一體化栽培技術模式，是以安裝在距地面1.5-2米高處水罐內的肥料溶液自身重力為動力的水肥一體化栽培技術模式，只在溫室一端安裝一個水罐支架，在支架上安裝一個容積約兩立方米的水罐，以后再根據農戶對灌溉方式的需求情況（如滴灌、微噴、膜下溝灌、膜上溝灌等節水技術）安裝相應的設備。該模式對水源、水壓要求較為寬泛，也不需要通過變頻調速滿足管路系統對水壓和水量的要求，因此，更適合不便于安裝常規地灌設施的規模較小、特別是一家一戶生產的需要。
噴施式技術模式
又稱葉面施肥技術、根外追肥技術，即將作物所需養分噴施到農作物葉片表面，通過葉片氣孔予以吸收，補充植物所需的營養元素，起到調節植物生長、補充所缺元素、防早衰和增加產量的作用。
葉面施肥可以實現直接迅速地為作物供給養分，避免養分被土壤吸附固定，提高肥料利用率，是補充和調節作物營養的有效措施，特別是在逆境條件下，如作物生長后期不便進行根部施肥，以及根系活力衰退，吸肥能力降低；土壤環境對作物生長不利的條件下，如水分過多、干旱、土壤過酸、過堿，作物根系吸收養分受阻，而作物又需要迅速恢復生長，如果以根施方法是很難或不能及時滿足作物需要的，采用葉面施肥則能為其迅速補充營養，滿足作物生長發育的需要。微量元素是作物生長發育過程中必不可少的營養物質，但施用量很少，如鉬肥，每畝施用量僅幾十克，如果根施很難或不可能施得均勻，葉面噴施則能達到均勻的效果。