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作为一种中性肥料，尿素适用于各种土壤和植物。它易保存，使用方便，对土壤的破坏作用小，是目前使用量较大的一种化学氮肥。工业上用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿素
农业应用
脲主要的用途是作肥料（氮肥）
脲是一种优良的化学肥料，在施入土壤后受脲酶的作用，缓慢水解放出氨和二氧化碳，被植物吸收。（大豆中含有的大量的脲酶，是首次取得结晶型的酶，在生物化学发展上甚为重要）它也是塑料的重要化工原料。
尿素（这里的尿素是混合物）是.态氮肥，经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，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。
由脲产生的二缩脲对作物有作用，我国规定肥料用尿素二缩脲含量应小于0.5%。二缩脲含量超过1%时，不能做种肥，苗肥和叶面肥，其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。
医学应用
少量的脲也可以用来制备巴比妥酸，它是一种重要的安眠剂。
皮肤科以含有尿素的某些药剂来提高皮肤的湿度。非手术摘除的指甲使用的封闭敷料中，含有40%的脲。
测试幽门螺杆菌存在的碳-14-呼气试验，使用了含有碳14或碳13标记的脲。因为幽门螺杆菌的脲酶使用尿素来制造氨，以提高其周边胃里的pH值。同样原理也可测试生活在动物胃中的类似细菌。
饲料应用
人类粮食资源与蛋白质的短缺，也造成饲料工业一大难题。业者积极寻找蛋白质的新来源，并扩及蛋白质以外的氮来源，例如含氮量高的尿素。
1897年，Waesk 等人提出反刍动物能转化非蛋白质氮为菌体蛋白质的想法。1949年，C. J. Watson 等人喂食绵羊含有N15标记的尿素胶囊，4天后在绵羊血液、肝脏、肾脏中检验出含有N15的蛋白质。这证实了反刍动物可以利用非蛋白质氮。同年 J. K. Looli 等人以脲当作 氮源喂食绵羊，发现绵羊能够正氮平衡，表明绵羊瘤胃里的微生物能利用脲合成其生长所需的10种必需氨基酸。自此，脲及尿素化合物成为反刍动物的饲料添加剂了。
化妆品应用
脲是一种很好用的保湿成分，它就存在于肌肤的角质层当中，属于肌肤天然保湿因子NMF的主要成分。对肌肤来说，尿素具有保湿以及柔软角质作用，所以也能够防止角质层阻塞毛细孔，藉此改善粉刺的问题。用于面膜、护肤水、膏霜、护手霜等产品中保湿成份的添加。添加比例为3-5%。
工业应用
脲对钢铁、不锈钢化学抛光有增光作用，在金属酸洗中用作缓蚀剂，也用于钯活化液的配制。
纺织应用
脲是纺织工业在染色和印刷时的重要辅助剂，能提高颜料可溶性，并使纺织品染色后保持一定的湿度。
