在国内外肥料市场，尿素有大、小颗粒之分。国际市场将颗粒直径大于2毫米以上的尿素称为大颗粒尿素。颗粒大小的差异，源自于工厂尿素生产出来后采用造粒工艺与设备的区别。

2001年中国发布的尿素产品标准（GB 2440－2001）中，对于粒径合格范围的规定共有4个。目前消费者常见的小颗粒尿素粒径约为1.5毫米左右，大颗粒尿素一般为2.00～4.75毫米，此外还有7毫米以上的尿素丸。

大小颗粒尿素的相同之处是它们的有效成分都是水溶态速效性尿素分子，而且含氮量都是46%。惟一的差异是粒径大小有区别。小颗粒尿素的表面积大，施入后与水和土壤的接触面大，溶解和释放的速度要稍快一点。大颗粒尿素在土壤中的溶解和释放稍慢一点。这一点差异反映在施用方法上，即做追肥时，小颗粒尿素的肥效要稍快于大颗粒尿素的肥效。而从损失的角度来比较，大颗粒尿素的损失要小于小颗粒尿素的损失。总的来说，二者肥效的快慢之差是很小量的。

另一方面，对于作物的吸收利用来说，尿素都是分子态氮，它们直接被作物吸收的数量不多，要在土壤中转化成铵态氮后才可以大量吸收。所以尿素无论颗粒大小，做追肥施用时都要比碳铵提前几天。另外，大颗粒尿素的粒径与磷酸二铵的颗粒粒径相近，所以大颗粒尿素可以与磷酸二铵掺混作基肥施用，而最好不用大颗粒尿素做追肥。

大颗粒尿素的溶解速度稍慢一些，适于做基肥，不宜做追肥和冲施肥施用。它的颗粒大小与磷酸二铵相匹配，可以用做掺混复肥的材料。

目前市场上大颗粒尿素作为水稻的底肥、深施具有显著的农学和经济方面的优势，可以提高氮肥利用效率。水稻田大颗粒尿素深施可以减少温室气体N2O的排放。大颗粒尿素的直接施用并不多，究其原因主要是在于认知度问题，人们对施肥目标的偏移和施肥方法的误导，从发展看，大颗粒尿素在作物产量、养分效率和控制农业面源污染等方面的作用也需要市场加以关注。

大颗粒尿素与小颗粒尿素相比，有以下几个优点：

(1) 粉尘含量低，抗压强度较高，流动性好，可散装运输，不易破碎和结块，适合于机械化施肥。

(2) 比表面较小，施入土壤后溶解速度稍慢，加上单粒重较大，在水田中施用可沉入较深的土下，减少挥发损失。

(3) 由于加工工艺对尿液浓度的要求不同，一般大颗粒尿素产品中的缩二脲含量降低，这对作物有利。

(4) 国际上对于大颗粒尿素在防治农业面源污染方面的作用已开展了一些研究并有报道。例如，2006年德国发表的资料显示，随着尿素粒径增加，氨挥发损失显著降低，硝化作用和N2O的排放延迟，NOx的释放也有所降低。另外，也有国际研究认为，水稻上施用大粒尿素可能会增加硝酸盐淋洗的风险。

国际肥料发展中心通过对热带亚热带水稻大量田间试验，系统总结认为大颗粒尿素作为水稻的底肥、深施具有显著的农学和经济方面的优势，可以提高氮肥利用效率。同时，认为水稻田大颗粒尿素深施可以减少温室气体N2O的排放。主要原因是其矿质氮的释放速度减慢，降低了反硝化的发生。其中，不少试验所用尿素的粒径是7毫米以上的大丸粒。施用方法是在水稻移栽时通过手工或机械方式在4穴水稻中间深施于7厘米处。数据表明，水稻大颗粒尿素穴施的氮肥利用率可高达 65%之多，而普通尿素（粒径1.5 毫米）撒施的利用率仅为32%左右。测试原因主要为降低了氨挥发损失。国内一些单位也曾在棉田、水稻和大白菜上开展了局部试验，其结果证明，合理施用大颗粒尿素比小粒尿素的增产趋势明显。