有机和绿色食品生产都要求不施或少施用化学肥料。

（1）肥料种类肥料分有机肥和无机肥两大类。有机肥是栽培甜瓜最重要的肥料。包括厩肥（马、牛、羊、猪、鸡粪）、堆肥（秸秆、杂草、树叶等）、土杂肥（炕土、墙土、硝土等）、饼肥（榨油后的剩余物）以及富含磷、钾的草木灰、骨粉等。随着规模化养鸡场的发展，禽粪成为种甜瓜的重要有机肥源。绿肥也是重要的有机肥，包括紫云英、苜蓿、苕子以及苦豆子（是新疆哈密瓜传统的追肥用绿肥）等。

无机肥主要是人工合成制造的尿素、磷铵、钾盐等化学肥料。尽管A级绿色食品也允许少量施用化肥，但主要是在磷、钾肥参与基肥堆制并腐熟后使用，以减轻对食品的残留影响。

（2）施肥时期施肥时期分为基肥和追肥两个时期。基肥在播种、定植前施入，以迟效性有机肥为主，数量较大，约占全部施肥量的60%~80%，全田撒施后耕翻，或在瓜沟两旁开施肥沟施入，也有在秋耕时提前施入基肥的。追肥在甜瓜生长期间进行，以速效性肥料为主，可分别在苗期、伸蔓期、坐果期、果实发育期分批施入。方法是在瓜行侧挖穴埋入或随灌水施入。

（3）施肥量每亩施肥量最好能达到厩肥1 500~2 000千克，必要时每亩还可加入过磷酸钙或氮磷钾复合肥15~20千克、饼肥50~100千克。