尿素是一种高浓度氮肥，属中性肥料，也可用于生产多种复合肥料。在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。畜牧业可用作反刍动物的饲料。但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5%。缩二脲含量超过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。
尿素适用于作基肥和追肥，有时也用作种肥。尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，应防止随水流失；转化后形成的氨也易挥发，所以尿素也要深施覆土。（土壤转化施入土壤中一小部分以分子态溶于土壤溶液中，通过氢键作用被土壤吸附，其他大部分在脲酶的作用下水解成碳酸铵，进而生成碳酸和氢氧化铵。然后铵根离子能被植物吸收和土壤胶体吸附，碳酸氢根离子也能被植物吸收，因此尿素施入土壤后不残留任何有害成分。
饲料添加剂：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。
工业上还用作制造脲醛树酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛树脂的原料,尿素加热至200℃时生成固态的三聚氯酸(即氰尿酸)。三聚氰酸的衍生物三氯异氰尿酸、二氯异氰酸钠、异氰尿酸三(2-羟乙酯)、异氰尿酸三(烯丙基)酯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰酸酯、异三聚氰酸三缩水甘油醚、氰尿酸三聚氰胺络合物等有许多重要应用。前两者是新型消毒、漂白剂，三氯异氰尿酸全世界总所产能力超过8万t。
特殊塑料的原料，尤其尿素甲醛树脂、某些胶类的原料、肥料和饲料的成分、取代防冻的盐撒在街道（优点是不使金属腐蚀）、加强香烟的气味、赋予工业生产的椒盐卷饼棕色、某些洗发剂、清洁剂的成分、急救用制冷包的成分（因为尿素与水的反应会吸热）、车用尿素处理柴油机、发动机、热力发电厂的废气，尤其可降低其氧化氮、催雨剂的成分〈配合盐〉、过去用来分离石蜡（因为尿素能形成包合物）、耐火材料、环保引擎燃料的成分、美白牙齿产品的成分、化学肥料、染色和印刷时的重要辅助剂。
尿素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的功效，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%。
