尿素是有機態氮肥，經過土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前4～8天施用。

另外尿素中含有的縮二脲也能在脲酶的作用下分解成氨和碳酸，尿素在土壤中轉化受土壤PH值、溫度和水分的影響，在土壤呈中性反應，水分適當時土壤溫度越高，轉化越快；當土壤溫度10℃時尿素完全轉化成銨態氮需7-10天，當20℃需4-5天，當30℃需2-3天即可。尿素水解后生成銨態氮，表施會引起氨的揮發，尤其是堿性或堿性土壤上更為嚴重，因此在施用尿素時應深施覆土，水田要深施到還原層。

尿素適用于一切作物和所有土壤，可用作基肥和追肥，旱水田均能施用。由于尿素在土壤中轉化可積累大量的銨離子，會導致pH升高2-3個單位，再加上尿素本身含有一定數量的縮二脲，其濃度在500ppm時，便會對作物幼根和幼芽起抑制作用，因此尿素不宜用作種肥。

根據《國家發展改革委關于緩釋肥料等執行農用化肥鐵路優惠運價政策的通知》（發改價格〔2021〕1285號），尿素被列入《實行鐵路優惠運價的農用化肥品種目錄》，實施鐵路貨運優惠。

調節花量為了克服蘋果地大小年，遇小年時，于花后5-6周（蘋果花芽分化的臨界期，新梢生長緩慢或停止，葉片含氮量呈下降趨勢）葉面噴施0.5%尿素水溶液，連噴2次，可以提高葉片含氮量，加快新梢生長抑制花芽分化，使大年的花量適宜。

疏花疏果桃樹的花器對尿素較為敏感但嘎面反應較遲鈍，因此，國外用尿素對桃和油桃進行了疏花疏果試驗，結果表明，桃和油桃的疏花疏果，需要較大濃度（7.4%）才能顯示出良好效果，適合濃度為8%-12%，噴后1-2周內，即能達到疏花疏果的目的。但是，在不同的土地條件下，不同時期及不同品種的反應尚需進一步試驗。

水稻制種在雜交稻制種技術中，為了提高父母本的異交率，以增加雜交稻制種量或不育系繁種量，一般都采用赤毒素噴施母本以減輕母本包頸程度或使之完全抽出；或噴施父母本，調節二者的生長，使其花期同步。由于赤霉素價格較貴，用其制種成本高。人們用尿素代替赤霉素進行實驗，在孕穗盛期、始穗期（20%抽穗）使用1.5%-2%尿素，其繁種效果與赤霉素類似，且不會增加株高。
因為尿素具有的溶解染料性能，又有溫和的還原性/抗氧化性及極為的吸濕性，所以在紡織工業上是優良的染料溶劑/吸濕劑/粘膠纖維膨化劑，樹脂整理劑，有廣泛的用途。
特殊塑料的原料，尤其尿素甲醛樹脂、某些膠類的原料、肥料和飼料的成分、取代防凍的鹽撒在街道（優點是不使金屬腐蝕）、加強香煙的氣味、賦予工業生產的椒鹽卷餅棕色、某些洗發劑、清潔劑的成分、急救用制冷包的成分（因為尿素與水的反應會吸熱）、車用尿素處理柴油機、發動機、熱力發電廠的廢氣，尤其可降低其氧化氮、催雨劑的成分〈配合鹽〉、過去用來分離石蠟（因為尿素能形成包合物）、耐火材料、環保引擎燃料的成分、美白牙齒產品的成分、化學肥料、染色和印刷時的重要輔助劑。