首先，水分通过包膜渗透（主要是水汽）进入肥料颗粒内部，水汽通过膜后在核上凝聚，并使之部分溶解。这样在颗粒内形成了一个内部压力。在这个阶段，有两种可能的养分释放途径：如果内部压力超过了膜的承受能力，膜破裂，则整个颗粒养分迅速释放；如果膜能经受住内部压力，则肥料中的养分在浓度梯度的推动下通过扩散而释放，或者通过由压力梯度推动的质流而释放。前者的包裹膜一般为易碎而无弹性的膜，如硫或其它的无机膜；后者的包裹膜通常为聚合物膜。聚合物膜包膜肥料当颗粒内部形成一定的饱和溶液时肥料养分开始释放，肥料释放的速度决定于介质或土壤的温度以及膜的厚度。温度越高，肥料的溶解速度与穿越膜的速度愈快，膜越薄渗透越快。到了后期，释放养分而排空的空间被不断进入颗粒内部的水分所占据。这样，一旦核内的肥料被溶解，由于释放过程内部溶液浓度就会逐渐降低，养分释放的动力随之而减少，这就是养分释放的第三个阶段，这个阶段持续的时间会很长。
       控释肥的控制释放速率只受包膜厚度和土壤温度的影响。温度越高，养分释放速率越快，而温度高时植株代谢活动旺盛，对养分的需求量也大。
所以说控释肥可以根据植物的需求变化进行控制释放。