棉花实现高产、优质，要求棉田具有较高的肥力，在棉花生长期间能持续供给棉株生育所需的各种养分。因此，必须根据土壤肥力状况，掌握好施肥的适宜时期、数量和方法，同时还要根据不同棉区的不同生态条件、不同耕作制度、不同产量的要求，基肥和化肥合理配合施用，讲究施肥技术，提高施肥的经济效益。
基肥以有机肥为主，一般为土杂肥、厩肥、堆肥、绿肥、河泥和草塘泥等迟效肥料。它们的养分含量和当年棉株对它的吸收利用率均不相同，当年吸收利用率一般占基肥总量养分的30%左右，所以用做棉田基肥施用量必须多一些。用作棉田基肥的农家肥种类繁多，肥效高低不一，黄河流域棉区棉田多用堆肥或土杂厩肥作基肥，由于基肥肥效较低，一般棉田每公顷施用量30000千克以上；长江流域棉区一般棉田多用厩杂肥，每公顷22500千克左右，或河 (塘) 泥30000千克~40000千克。黄河流域棉区一熟棉田冬耕前将肥料撒施在地里，或开沟集中施用，尔后翻耕入土，以利肥料腐熟分解。如果由于肥料不足，冬耕时未能施入，也要在春季尽量早施早耕。两熟棉田除在前茬作物播种前、耕地时施足基肥外，还可在预留棉行内开沟施入基肥。麦棉两熟套种棉田，以在麦类拔节前施用基肥较好，因为这时麦苗还小，在行间可以用犁深开沟，这样，既可保证施肥质量，又不会损伤麦苗和麦根。
有些棉田缺磷、缺钾，可增施磷、钾肥做基肥，有利于深层根系的吸收利用。各地经验，一般土壤肥力棉田，氮素化肥做基肥，用量可占总量的50%~60%左右。北方旱地棉区有机肥源缺少的地方，近年来大力推广用碳酸氢铵作底肥深施，大大提高了碳酸氢铵利用率，增产效果显著。利用饼肥作棉田基肥，特别是在有机肥源缺乏的地区，应大力提倡用饼肥还田作基肥，一般每公顷用量750千克。基施磷肥，施用过磷酸钙一般每公顷300千克~350千克为宜；基施钾肥，施用硫酸钾或氯化钾，一般每公顷用量150千克~225千克。化肥做基肥的优点是使棉田基肥由单一的有机肥发展成为有机肥与无机肥相结合、迟效肥与速效肥相结合，既可补足幼苗期土壤供肥能力，又能持续不断供给棉花生育需要。基施化肥还可以起到代替种肥的作用，而且比施用种肥安全有效。
棉田基肥和追肥配合施用后，为了满足棉花各生育期对养分的需求，还要进行分期追肥。一般以追施氮素化肥为主，追施氮素化肥的数量约占总施用量的40%~50%。不同生育期在施用量上要掌握“轻、稳、重、补”的原则，即棉花苗期、蕾期，肥料施用要“轻、稳”，开花至花铃期则要“重、补”。中等或中上等肥力棉田，一般追肥次数以2~3次为宜，主要用在蕾期、花铃期。要改变以往高产棉田追肥采用“少吃多餐”盲目增加追肥次数的做法，以免浪费肥料，增加投入，还易造成棉花旺长。
