Les plantes aquatiques, comme toutes les plantes, ont besoin d'un ensemble d'éléments pour vivre, respirer, fabriquer leur énergie et grandir. Leur fonctionnement est cependant très différent de celui des animaux : elles produisent elles-mêmes leurs sucres grâce à la lumière et au CO₂, puis puisent dans l'eau les minéraux indispensables à leur développement.
Pour grandir, une plante doit à la fois former de nouvelles cellules et allonger celles qui existent déjà. La multiplication cellulaire nécessite des éléments nutritifs essentiels, tandis que l'allongement dépend de la présence d'ions qui créent, dans les cellules, une pression interne permettant leur expansion. Dès qu'un de ces éléments manque, la croissance ralentit et des carences apparaissent.
Les besoins principaux concernent le carbone (C), l'hydrogène (H), l'oxygène (O), l'azote (N), le phosphore (P), le potassium (K), le magnésium (Mg) et le calcium (Ca). À cela s'ajoutent de nombreux oligo-éléments, présents en plus petites quantités mais tout aussi indispensables : fer, cuivre, zinc, manganèse, molybdène, etc.
Le carbone (via le CO₂), l'hydrogène et l'oxygène proviennent naturellement des gaz dissous dans l'eau ou de l'eau elle-même. Le magnésium et le calcium, quant à eux, sont régulièrement apportés par les changements d'eau, en particulier si l'eau neuve est moyennement dure à dure.
En revanche, d'autres éléments s'épuisent rapidement et doivent être renouvelés. Il s'agit notamment des nitrates, des phosphates, du potassium et de l'ensemble des oligo-éléments (fer, cuivre, zinc, manganèse, molybdène). Sans un apport régulier, les plantes finissent par en manquer.
Dans un aquarium classique, les nitrates et phosphates proviennent naturellement des déchets des poissons : ce sont des produits de la minéralisation organique. C'est pourquoi la plupart des bacs n'ont pas besoin d'un supplément, sauf cas particuliers comme les aquariums très densément plantés et peu peuplés, où les plantes consomment ces nutriments plus vite qu'ils ne se forment.
Pour les autres éléments, la situation est différente : ils ne sont pas produits par les poissons et doivent être apportés par un engrais adapté. Une fertilisation équilibrée couvre donc généralement le potassium, le fer, le zinc, le manganèse, le cuivre et le molybdène. Ces oligo-éléments sont indispensables, même en faible quantité, car une carence de l'un d'eux suffit à limiter la croissance de l'ensemble de la plante.