為了培育優質芝麻且高產，科學施用肥料是關鍵。據生產實踐表明：給芝麻施用肥料的關鍵在于時機以及方法的把握，需要做到苗肥要“早”、蕾肥要“巧”、花肥要“重”。
提早施用苗肥。因為芝麻的種子比較小，且經常底施氮肥施用的太多，極易造成幼苗旺長，形成高腳苗。所以，芝麻需要與早間苗、早定苗結合起來，看苗提早施一次以性肥料為主要的苗肥，施好苗肥是芝麻提早發芽健長的關鍵措施。苗期肥施用稀釋充分腐熟的人糞尿或是尿素，通常在定苗之后平均每畝追施尿素2千克到3千克，旱情比較嚴重的時候需要首先抗旱再進行追施或是使用稀薄人糞尿在稀釋之后澆灌。對苗長勢比較較差的，還需要采取“開特餐”的技巧，追施提苗肥。芝麻追施苗肥，還應該按照芝麻的根系較淺的特征，盡量淺施或是重點施于根部。
巧施蕾肥。芝麻現蕾期正好開始處于花芽分化時期，此時植株營養生長以及生殖生長同時并旺。所以，施好蕾肥對芝麻增產有著很重要的關系。現蕾肥通常是以氮肥為主，磷、鉀肥為輔。在施用肥料的時候，對條播的可以在距離芝麻植株約10厘米左右進行開溝條施或是點施，施入約10厘米深的土層中，對根的吸收非常有利，在施后覆土；對撒播的可以把充分腐熟的餅肥或是顆粒狀尿素摻入到細碎土中并充分攪拌均勻撒施，施用肥料之后隨即進行中耕松土掩肥。在天氣干旱的時候，施后應該噴水以充分發揮肥料效果。也可以采用澆淋方法，平均每畝施用尿素4千克到6千克添加清水200千克澆潑在芝麻蔸部。除此之外，對缺少硼元素的地區以及缺少硼元素土壤還應該適宜的增加施用硼肥。
重施花肥。在芝麻進入到開花期，此時生長迅速，在這個時期吸收的營養元素占整個生育期間的七十到八十。為了能夠滿足作物生長發育的需要，使芝麻生長旺盛，積累更多的光合產物，提高花蒴的數量，在生長后期穩長不早衰，致使籽粒充實飽滿，一定要重施花肥。