水肥一体化技术就是通过灌溉系统给作物施肥浇水，作物在吸收水分的同时吸收养分，是迄今为止农业生产最为节水节肥的技术之一。
狭义来讲，就是通过灌溉系统施肥，作物在吸收水分的同时吸收养分。通常与灌溉同时进行的施肥，是在压力作用下，将肥料溶液注入灌溉输水管道而实现的。溶有肥料的灌溉水，通过灌水器（喷头、微喷头和滴头等），将肥液喷洒到作物上或滴入根区。广义讲，就是把肥料溶解后施用，包含淋施、浇施、喷施、管道施用等。
植物有两张"嘴巴"，根系是它的大嘴巴，叶片是小嘴巴。大量的营养元素是通过根系吸收的。叶面喷肥只能起补充作用。我们施到土壤的肥料怎样才能到达植物的嘴边呢？通常有两个过程。一个叫扩散过程。肥料溶解后进入土壤溶液，靠近根表的养分被吸收，浓度降低，远离根表的土壤溶液浓度相对较高，结果产生扩散，养分向低浓度的根表移动，最后被吸收。另一个过程叫质流。植物在有阳光的情况下叶片气孔张开，进行蒸腾作用（这是植物的生理现象），导致水分损失。根系必须源源不断地吸收水分供叶片蒸腾耗水。靠近根系的水分被吸收了，远处的水就会流向根表，溶解于水中的养分也跟着到达根表，从而被根系吸收。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"，是无效的。在实践中就要求灌溉和施肥同时进行（或叫水肥一体化管理），这样施入土壤的肥料被充分吸收，肥料利用率大幅度提高。
水肥一体化的前提条件就是把肥料先溶解。然后通过多种方式施用。如叶面喷施、挑担淋施和浇施、拖管淋施、喷灌施用、微喷灌施用（南方最普及水带喷施）、滴灌施用、树干注射施用等。其中滴灌施用由于延长了施肥时间，效果最好，最节省肥料。
循环式技术模式
该模式是目前节水节肥效果最好的技术模式，该技术模式由控制系统、浇灌系统、栽植系统三部分组成。栽植系统由PVC管道和固定架等构成，PVC管道卧式固定在固定架上。PVC管道的上方钻出等距离的圆孔，用于栽植蔬菜和草莓等作物。浇灌系统由营养液存储装置、循环装置等部分组成。存储罐内存放的营养液体是根据作物生长发育不同阶段所需营养元素及比例专门配制而成的，可以完全满足作物不同生长发育期对各种养分的需要。作物栽植后，控制系统会按设定的时间段，启动、关闭浇灌系统。
浇灌系统启动后，在一定的时间段内营养液体在循环装置的控制下，不间断地从PVC管的前端流向末端，再流回到存储装置内。作物也在营养液体循环过程中，吸收到了水分和养分。试验表明，用循环式水肥一体化栽培技术模式栽培草莓，每亩用水仅为40.9方，用肥45.5公斤；与滴灌式水肥一体化栽培技术模式相比，每亩节水近90方，节省化肥14.5公斤。该技术模式因其技术含量较高，再加上投资也较高，适合在观光园区应用。
滴灌式技术模式
滴灌技术是一项很成熟的技术，但将其整合为水肥一体化技术，绝非是将肥料混入到水中那么简单，因为滴水头对水的净度要求较高，一旦达不到要求就会造成堵塞，致使出水不畅，甚至不能出水。因此，滴灌式水肥一体化技术模式的肥料必须是专用型全溶性肥料，否则，即使对肥料溶解液进行多次过滤，也很难达到要求，溶解在水中的营养成分还会在出水控制元件附近凝结，对出水流畅性产生影响，对元件造成损坏。
基质式技术模式
该模式的灌溉和施肥方式与循环式水肥一体化栽培技术模式基本相同，草莓和蔬菜等作物本身所消耗的水分和养分也基本相当，不同的是，草莓和蔬菜等作物吸收后剩余的水和养分不是循环利用，而是通过回收装置回收后，再通过输送装置输送到位于温室边角部位，供种植在那里的作物继续利用。该模式适合于在经济效益较高的作物，如草莓等生产上应用。
重力式技术模式
亦称为微型式水肥一体化栽培技术模式，是以安装在距地面1.5-2米高处水罐内的肥料溶液自身重力为动力的水肥一体化栽培技术模式，只在温室一端安装一个水罐支架，在支架上安装一个容积约两立方米的水罐，以后再根据农户对灌溉方式的需求情况（如滴灌、微喷、膜下沟灌、膜上沟灌等节水技术）安装相应的设备。该模式对水源、水压要求较为宽泛，也不需要通过变频调速满足管路系统对水压和水量的要求，因此，更适合不便于安装常规地灌设施的规模较小、特别是一家一户生产的需要。
喷施式技术模式
又称叶面施肥技术、根外追肥技术，即将作物所需养分喷施到农作物叶片表面，通过叶片气孔予以吸收，补充植物所需的营养元素，起到调节植物生长、补充所缺元素、防早衰和增加产量的作用。
叶面施肥可以实现直接迅速地为作物供给养分，避免养分被土壤吸附固定，提高肥料利用率，是补充和调节作物营养的有效措施，特别是在逆境条件下，如作物生长后期不便进行根部施肥，以及根系活力衰退，吸肥能力降低；土壤环境对作物生长不利的条件下，如水分过多、干旱、土壤过酸、过碱，作物根系吸收养分受阻，而作物又需要迅速恢复生长，如果以根施方法是很难或不能及时满足作物需要的，采用叶面施肥则能为其迅速补充营养，满足作物生长发育的需要。微量元素是作物生长发育过程中必不可少的营养物质，但施用量很少，如钼肥，每亩施用量仅几十克，如果根施很难或不可能施得均匀，叶面喷施则能达到均匀的效果。