主要指天然有機物質經微生物分解或發酵而成的一類肥料。在中國又稱農傢肥料。其特點是：①原料來源廣，數量大。常用的原料有植物性物質（包括各種野生的草本和灌木植物物質、林木的枯枝落葉、作物的莖稈和綠肥作物等）、動物性物質（主要是人、傢禽、牲畜的排泄物）、某些工業和日常生活中的廢棄物（如屠宰場的廢棄物和生活垃圾等）以及江湖河海中的沉積淤泥等。②養分全，含量低。除氮、磷、鉀三要素外，還含有次要的養分（鈣、鎂和硫）和微量養分（硼、鉬、錳、鐵、鋅、銅）。因原料、積制和貯貯存的方法和時間不同，養分含量的變幅很大。常需與化學肥料配合施用。③肥效遲而長。養分主要以有機化合物形態存在，須經微生物分解轉化後才能為植物吸收。④改土培肥效果好。自然肥料因含有大量有機物質，長期使用能提高土壤有機質含量，改善土壤的通透性，增加土壤陽離子交換量，增強土壤的緩沖性能，對於改善某些極端土壤（砂土、粘土、酸性土、鹽土、堿土）的不良性質和提高一般土壤的肥力水平都有良好效果。
由於有機肥料體積大、含水量高、養分含量低和施用量大，因而隻適宜就地取材、就地積制和就地施用。常用的自然肥料品種有：綠肥、人糞尿、廄肥、堆肥、漚肥、沼氣肥、廢棄物肥料等。
綠肥 見綠肥作物。
人糞尿 人體排泄的糞和尿的混合體，常作為肥料使用。人糞中約含70～80％的水分，20％左右的有機質，內含纖維素、半纖維素、脂肪、脂肪酸、蛋白質、矽酸鹽、磷酸鹽、氯化物以及鈣、鎂、鉀、鈉等鹽類。此外還有少量的糞臭質(吲哚、硫化氫、丁酸)、糞膽質和色素等。人尿除含水分外，尚含有尿素、食鹽、尿酸、馬尿酸、磷酸鹽、銨鹽、微量元素和生長素等。因人糞尿常混有病菌和寄生蟲卵，施用前應進行無害化處理，以防止蚊蠅孳生繁殖，避免水源、土壤等的環境污染。常用的方法是糞池加蓋發酵漚制或泥封堆積，並加入殺蟲物質，如在50千克糞尿中加入0.125千克的石灰氮，或十萬分之一的敵百蟲，或0.5千克濃度為20％的氨水等。人糞尿的碳氮比(C/N)較低，極易分解；腐熟後常作速效性氮肥施用，作基肥或追肥均可。人尿也可用於浸種，以促進幼苗生長。人糞尿含氮素較多，以配合磷、鉀肥料施用為宜。每次用量不宜過多，以免造成養分流失和作物徒長。水田施用時宜結合耕田，淺水勻潑；旱地施用時要加水稀釋，施後覆土。腐熟人糞尿不宜與草木灰、石灰等堿性肥料混合施用，否則易使氨揮發損失。人糞尿含有食鹽，對忌氯作物應謹慎施用，以免影響作物品質。
廄肥 傢畜糞尿與墊圈材料（或稱褥草）、飼料殘渣混合堆積並經微生物作用而成的一類有機肥料。富含有機質和各種營養元素，具有培肥改土和提供作物養分等功能；還有利於養畜積肥與用地養地結合，促進農牧業生產的全面發展和農業生態系統的良性循環。隨著能源和環境保護問題的日受關註和畜牧業生產的大規模集約化，廄肥積制和施用的研究日受重視。
成分 廄肥養分因畜糞尿、飼料和所用墊圈褥草種類不同而異。畜糞的主要成分是纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質及其分解產物、脂肪類、有機酸、酶和各種無機鹽；畜尿的主要成分是尿素、尿酸、馬尿酸以及鉀、鈉、鈣、鎂等無機鹽類。各種畜糞尿中，以羊糞的氮、磷、鉀含量最高，豬、馬糞次之，牛糞最低；而排泄量則以牛最多，馬、豬次之，羊最少。常用的墊圈材料有秸稈、雜草、落葉、泥炭、幹細土等。
積制 有圈內積制和圈外積制兩種方法。前者系將墊圈材料直接撒入畜舍內，讓牲畜不斷踩踏、壓緊並吸收糞尿液。後者則每天將牲畜糞尿清掃至畜舍外後，與秸稈、雜草、幹土、泥炭等材料逐層堆積。不論采取何種方法，都須經嫌氣條件下的分解腐熟過程。機械化飼養的大型畜牧場多采用圈外積制法，所制成的廄肥組成分中包括飼料殘渣和清掃畜舍的衛生用水。
廄肥積制期間，其化學組分由於受多種微生物作用而產生的復雜變化，主要包括礦化和腐殖質化兩方面的過程：①礦化過程。廄肥中的碳水化合物，如糖類、淀粉、纖維素、木質素等在好氣條件下，礦化成為各種有機酸及其鹽類，最後分解成為二氧化碳和水，並釋放出大量的能量；在嫌氣條件下，則產生沼氣、氫氣等含氮化合物，先分解成氨基酸，最後礦化成氨和銨鹽。有機磷和有機硫化合物在好氣條件下分解、礦化成磷酸鹽和硫酸鹽等，在嫌氣條件下，硫化物易產生硫化氫、甲硫醇等，對植物根系有害。②腐殖化過程。廄肥中的有機化合物在分解礦化的同時，其中有一部分可形成腐殖質的組成分，最後形成含氮的高分子化合物──腐殖質。廄肥腐熟是多種微生物作用的結果，積制時要為微生物的活動創造適宜條件，以加速肥料的腐熟並減少養分損失。
效用 在提供植物養分方面，廄肥不僅能供給作物生育所必需的氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等大量營養元素和鐵、錳、硼、鋅、鉬、銅等微量營養元素，而且可以供應氨基酸、酰胺、核酸等有機養料，經常施用可使土壤各種養分相對平衡。廄肥分解產生的大量二氧化碳還能供作物進行碳的同化作用。廄肥中含有大量微生物及各種酶，如蛋白酶、脲酶、磷酸酶等，可促進有機態氮、磷轉變為無機態，提高土壤中的有效養分；所產生的活性物質如維生素B1、B6等則可促進根系發育，使作物更好地利用土壤中的養分。在改良土壤性質方面，廄肥因含有大量腐殖質膠體，施用後可促進土壤團粒結構的形成，從而增加砂土的保水、保肥能力，改善粘土的通氣、透氣性能，從而協調土壤的水、氣矛盾，利於作物根系的伸長和養分的吸收。廄肥富含有機質，施用後可降低土壤容重，改善土壤板結、粘實、腐爛等不良性質，增加土壤持水量和水分傳導率，使土壤溫度變幅縮小，有利作物根系的正常生長。廄肥中的腐殖質帶負電荷，有保存陽離子態養分的能力。常年連續施用廄肥，可提高土壤的鹽基交換量，增加土壤保肥能力。廄肥中所含的與土壤中鈣、鎂、鐵、鋁等金屬離子形成的穩定性絡合物，可減少鈣鎂等金屬離子對土壤磷酸的固定，增加土壤中磷酸鹽的有效性。此外，廄肥對改良礦毒田，提高土壤緩沖性能等也有效用。
施用 廄肥一般需經堆制腐熟後方能施用，因新鮮的廄肥所含養分多呈有機態，不能直接為作物所吸收利用；同時碳氮比值(C／N)較大，施入土壤後微生物在分解過程中需從土壤中吸收氮源而造成作物缺氮。水稻田施用新鮮廄肥後，不僅容易在嫌（厭）氧條件下產生反硝化作用而使氮揮發損失，而且在所含有機硫化合物分解時產生的硫化氫和甲硫醇，會影響作物體內細胞色素氧化酶的活性，進而妨礙根系的呼吸和對養分的吸收，甚至使根系腐爛，幼芽中毒，引起稻苗凋萎死亡。
腐熟後的廄肥可用作基肥。施用時應根據氣候、土壤、作物和廄肥本身性質合理配比，並適當結合施用化肥，以提高效益。對生育期長的作物，廄肥的腐熟程度可低些，而對生育期短的作物則腐熟程度應稍高。水稻施用廄肥的當季利用率低，特別是雙季稻的早稻因早春氣溫低，廄肥分解慢且易產生還原性物質，不利稻苗生長，宜選用較腐熟的廄肥。
堆肥 作物莖稈、綠肥、雜草等植物物質與泥土、人畜糞尿、垃圾等混合堆置，經好氣微生物分解而成的一類有機肥料。其營養元素的組成和含量隨選用的材料、混合比例、堆置時間而異。多作基肥用，施用量較大。除提供營養元素外，並可改良土壤性質，尤其對改良砂土、粘土和鹽漬土有較好效果。
堆制方法按選用原料的不同，可分為高溫堆肥和普通堆肥兩種。高溫堆肥以纖維素含量較高的植物物質為主要原料，在通氣良好的條件下堆制發酵，產生大量熱能，使堆內溫度逐漸提高。當溫度達到50～60℃時，高溫性纖維分解菌對纖維的分解作用特別強烈，堆肥即可較快腐熟。這種堆肥的特點是堆積時間短、腐熟快、養分含量較高，在高溫發酵過程中可殺滅其中的病菌、蟲卵和雜草種子，有利於防止作物病蟲害和雜草的傳播。普通堆肥在堆制過程中一般摻入較多泥土，發酵溫度低，腐熟過程慢且堆溫變化不大，需要堆積的時間長。堆制過程中，植物物質等在微生物的作用下發生很大變化，化學組成分改變，碳氮比(C／N)降低，從而能為植物直接吸收的礦質營養成分增多，形成新的物質──腐殖質。
為使堆肥腐熟良好，需要有適宜的條件：①水分。植物莖稈吸水膨脹軟化，有利於微生物進行分解。因而堆肥中保持適當的含水量，是促進微生物活動和堆肥發酵的首要條件。一般以堆肥材料量最大持水量的60～75％為適宜含水量。②通氣。堆肥中保持適當的空氣，有利於好氣性微生物的繁殖和活動，促進有機物分解。積制高溫堆肥更宜註意堆積時松緊適宜，以利通氣。③酸堿反應。中性和微堿性的環境條件，最適合堆肥中微生物的繁殖。堆肥在發酵過程中產生的有機酸常使堆肥酸性增加，不利於微生物活動。可加入適量石灰或石灰性土壤，以調節酸度。④碳氮比。微生物每利用碳素25份左右，一般須同時利用氮素1份，即微生物對有機物質正常分解作用的碳氮比約為25:1。各種堆肥材料的碳氮比不同，如豆料綠肥為15～20:1，野生雜草為25～45:1，禾本科作物莖稈為60～100:1。因此，用一般秸稈作堆肥材料時應加入一些含氮較高的物質，以降低碳氮比，促進微生物活動。
漚肥 作物莖稈、綠肥、雜草等植物性物質與河、塘泥及人畜糞尿同置於積水坑中，經微生物嫌氣發酵而成的一類有機肥料。積制、施用便利，並可充分利用有機廢棄物。其養分含量因材料、配比、積制時間和方法不同而異。一般用作基肥，多施於稻田。
漚肥大致可分為氹肥和草塘泥兩大類。氹肥可隨時積制，常年不斷。草塘泥則集中在冬春季節積制，需用稻草和河（塘）泥預制成稻草河泥先行漚泡，經翻塘後再將其與其他材料分層投入並壓實，積制過程較長。漚肥積制期間，因坑內缺氧而使二價鐵、錳和各種有機酸等居間產物大量累積，影響微生物活動；同時積制材料的碳氮比過高或鈣和鎂等養分不足，也會使微生物活動受抑制。故宜采取翻塘、添加綠肥以及適量的人畜糞尿和石灰等措施，以調節坑內氧氣供應、降低碳氮比和改善微生物的營養狀況，加速漚肥腐熟。在積制過程中，坑內溫度較低且變化平穩，pH保持在6～7之間，氧化還原電位較低。植物性物質的分解速度不一，易溶性化合物分解較快，纖維素分解較慢，泥質部分的全氮、銨態氮和交換鉀等含量有所增加，養分也極少損失。
沼氣肥 各種作物秸桿、青草和人畜糞尿等在沼氣池中經微生物發酵制取沼氣後的殘留物。因其富含有機質和植物的必需營養元素，故可作肥料施用。主要由沼氣水肥和沼氣渣肥兩部分組成，其養分含量因原料及其比例的不同而異。由於沼氣發酵是一個緩慢的生物分解過程，沼氣發酵時有機物質的消耗量較低，氮、磷、鉀的損失也較少，其氮素回收率可高達95％，鉀也在90％以上。沼氣水肥宜作旱田的追肥施用。沼氣渣肥則宜作水田的基肥，在施於旱地作基肥時，施後應復土10～13厘米。剛出池的沼氣渣肥還原性較強，含有一定數量還原性毒物質，須在地表堆積數日再用。
廢棄物肥料 以各種廢棄物和生物有機殘體為主的一類肥料。有生活垃圾、屠宰場廢棄物、生活污水、海肥等類別。其養分含量因不同類別而有很大差異。
生活垃圾 指含有機物的城鎮生活廢棄物，其中的植物性和動物性物質因多與其他無機物垃圾混雜，一般須經無害化處理，清除碎磚、石塊、玻璃、鐵皮等有害物質，進行堆積發酵後方可作肥料用。好氣發酵在3～5天內溫度即可升至45～60℃，嫌氣發酵時間則需數月。為節省用地和便於機械化操作，發酵可采用消化塔或臥式消化槽進行。生活垃圾肥可用作基肥和追肥。
生活污水 人類日常生活中的各種污水。其養分平均含量：N為39～45ppm、P2O5為8.5～18ppm、K2O為13～21ppm。生活污水的性質和稀釋的人糞尿相似，含有較多的寄生蟲卵、病菌、懸浮物、氯化物等有害物質。須經沉淀池沉淀凈化處理後方可結合農田灌溉施用。
屠宰場廢棄物 指由廢棄的畜禽血液、角蹄、皮革等制成的細粉，可直接施用或經發酵成沼氣後施用。血粉易分解，肥效迅速，一般用作追肥和種肥。如作種肥，宜先將種子浸濕後撒入血粉，再拌入少量肥沃泥土以免引起病害。角蹄和皮革粉均富含氮素，但不易分解，一般混入人糞尿或堆、廄肥中堆漚，待腐爛後施用，可作基肥、追肥或水稻蘸秧根肥。
海肥 指沿海地區動物性、植物性或礦物性物質構成的一類地方性肥料。因種類不同、成分各異，施用的效果也不一。動物性海肥包括魚蝦貝等水生動物的遺體和水產品加工的廢棄物。其中，魚肥富含蛋白質、磷酸三鈣和磷脂，因油脂較多而須經壓碎脫脂或漚制待其腐爛，或摻混在堆肥、廄肥、土糞中腐解後方可施用。作基肥或追肥，澆施或幹施均可。貝殼類海肥是優質的石灰質肥料，可將其摻入堆、廄肥中，用於改良酸性土壤。植物性海肥包括海藻和海青苔等，含有較多的鹽分，宜先曬幹切碎與其他有機肥料混合漚制，待其充分腐解後施用，以作基肥為主。礦物性海肥包括海泥、苦鹵等。海泥由海中動植物遺體和隨江河水入海所帶來的大量泥土、有機質等淤積而成，鹽分較多，質地細軟，有腥味，宜經過晾曬，待其中有毒的還原性物質氧化後再施用，或與堆、廄肥混合堆漚10～20天後作基肥。苦鹵的主要成分是氯化鎂、氯化鈉、氯化鉀及硫酸鎂等，一般與其他有機肥料摻混或堆漚後施用，但不宜用於排水不良的低窪地或鹽堿地。
其他種類 包括傳統的泥肥、熏土、炕土、糟渣肥和餅肥等肥料，在中國部分地區仍有使用。其中泥肥即湖、塘、溝、河中的肥沃淤泥，主要由雨水沖刷夾帶而來的細表土、腐爛的有機物、無機鹽、枯枝落葉等匯流到水底，加上水生動植物的排泄物和遺體，經嫌氣微生物分解而成。由於形成的地區和材料來源等的不同，養分差異很大，且分解程度差，施用前須經存放和晾幹，以促進養分轉化和消除還原性有害物質。一般用作基肥。糟渣包括酒糟、粉渣、豆腐渣等農產品加工中所產生的各種殘渣。餅肥由各種含油分較多的種子經壓榨去油後的殘渣制成，如大豆餅、菜子餅、芝麻餅、花生餅、棉子餅和蓖麻餅等，富含蛋白質和油脂、脂溶性維生素，也是營養價值較高的飼料。