合理施肥技术的选择和运用，是提高小麦使用化肥效益的前提条件。小麦施肥必须综合考虑到小麦的品种特性、施用肥料的特性、所在土壤条件及栽培条件等因素。只有在确定了的施肥时期，选择了合理而适宜的施肥方法，明确适宜的用量及比例后，才能实现小麦施肥的经济效益。
小麦基肥的施用，不仅可培肥土壤，而且可供小麦吸收。氮、磷、钾化肥做基肥应结合深耕施用，将肥料施于主要根系分布层中，使土肥相融。在水分缺乏的地区，浅施不能发挥肥料的作用。在肥料有限的情况下，应采取集中施用的办法，将化肥开沟施于小麦播种行内，这样做均可提高肥料的利用率。一般以深施2～3寸为宜。
氮、磷、钾化肥与有机肥混合施用，具有缓急相济、取长补短的优点，能更有效地提高化肥的利用率。如氮肥与有机肥混合施用，比单施氮肥增产15％左右；磷肥与有机肥混合施用，磷肥的有效性提高10％以上。氮、磷、钾化肥混合施用还具有联应效应，如在中低肥力或缺磷土壤上，
氮肥与磷肥配合比单施增产1.5倍以上；在氮肥用量高时，氮钾配合比单施增产更显著。基肥的施用方法，应采取有机肥和化肥分层施用的方法，做到下粗上细，快慢结合。一般磷钾化肥全部基施，氮素化肥的基肥用量，冬小麦占其总用量的50％～60％，春小麦占60％～80％，春麦基肥比重大于冬小麦。基肥的施用时期，冬小麦在播种前，春小麦有春施和秋施两种，而以秋施的效果较好。
种肥的施用，是在小麦播种时，用适量的氮肥和磷肥作种肥，以促进小麦生根发苗，提早分蘖，显著增产。对春小麦施用种肥更具特殊意义。如尿素作种肥，每亩2.5公斤为宜，硫酸铵拌种，每亩5公斤左右，过磷酸钙亩用量10～15公斤。碳铵、硝铵、氯化铵等也可作种肥，但不宜与种子直接接触。在基肥不足或旱薄地小麦，施用种肥增产更高，经济效益更好。
追肥的施用，一般以氮肥为主，磷钾肥为辅。由于小麦是密播作物，追肥的施用往往难以深施，应结合灌水追施，以便减少损失，提高肥效。在沙质土壤上，施肥要“少吃多餐”，粘质土壤麦田可一次多施些肥料，但施肥期要适当提前。追肥应尽可能在小麦生育的各个关键时期，并适当早施，以利肥效充分发挥。在肥料不足时，追肥应重点放在营养临界期和效率期，冬小麦在起身到拔节期，春小麦在分蘖期，一般可提前到三叶期前后施用。
小麦生育后期，由于根系吸收能力减弱，采取根外追施氮、磷、钾肥料，是一种经济有效的施肥措施。追肥用量，一般认为，冬小麦氮肥占总量的40％～50％，春小麦占总量的30％～40％，这样做便于取得田间管理上的主动，达到增产、增收的目的。
小麦拔节、孕穗肥应看苗巧施对前面提到的生长不良、群体偏小、亩茎数不足30万的弱苗，应早施拔节肥，提高分蘖成穗率，力争穗大、穗多。施肥量约占总肥量的13%左右，每亩可沟施尿素4公斤。对于生长健壮的麦苗，由于群体适宜，穗数已有（一般亩产千斤的麦田，亩有效穗数在40-44万之间），主要应攻大穗，因此拔节期应适当控制肥水，防止倒伏，待叶色自然淡绿，节间定长，第二节间迅速伸长时，再肥水并进，既保花增粒、延长上部叶片功能期，又不至于使、第二节间过长。
对于群体过大、叶色浓绿、叶片宽大、下垂有倒伏危险的旺苗，除严格控制水分外，还应深中耕伤根，抑制后期分蘖，同时喷洒矮壮素，矮化小麦植株（这一措施壮苗也应采用）、壮秆防倒，到旗叶露出时，如叶色褪淡，再补施孕穗肥。补什么孕穗肥呢？此时应以根外施肥为主了：在抽穗前每喷雾器（容量15公斤的小型喷雾器）可用尿素10克，再加磷酸二氢钾30克；从抽穗到乳熟期只需喷磷酸二氢钾，每喷雾器加入40克。这一措施能加快干物质的合成、运输和积累，使麦粒灌浆饱满并加快灌浆速度，有明显的增加千粒重和促进成熟的作用。对于氮素积累较多的麦株，喷施磷酸二氢钾，也有使干物质合成和加快的作用。