科学施用肥料是取得棚室番茄优质高产的关键。
重视有机肥。有机肥所含营养元素全、肥效缓而长。有机肥是土壤微生物的能源，具有活化土壤微生物的功能，土壤微生物的增加可提高土壤养分的利用率，提高作物的抗病能力。有机肥在分解过程中释放出的二氧化碳，又成为光合作用的原料，可显著提高产量。同时，有机肥还具有提高作物品质的功能。为此重视有机肥是番茄施肥技术的核心。但是，使用的有机肥必须是发酵好的，否则，易产生有害气体。一般情况下，每亩施用优质有机肥4000-5000公斤。有条件的也可使用微生物的接种制剂，一般情况下每亩用量为2-3公斤。
平衡使用化肥。化肥具有养分含量高、肥效快的特点，合理使用可弥补有机肥和土壤中所供给某种营养元素的不足，对提高产量、改善品质同有机肥具有同样的效果，只要平衡使用化肥不会对作物和环境造成危害。番茄常用的肥料品种有：尿素、过磷酸钙、硫酸钾、硼砂、硫酸锌和三元复合肥等。其中过磷酸钙在酸性土壤或旧大棚上使用效果较好。有机肥用量大的和旧大棚，可选用用肥量的低限；有机肥用量少的和新建的大棚可选用用肥量的高限。
合理分配基肥、追肥的比例。依据肥料特点及番茄需肥规律，确定基肥、追肥的比例。一般情况下，有机肥、磷肥、微肥和80%的钾肥、30％的氮肥混匀后做基肥，并将其中的2/3均匀撒于地表，然后翻于地下，其余1/3起垄时施在定植行内，其余70%的氮肥和20％的钾肥分别做追肥使用。
番茄进入盛果期后，根系的吸肥能力下降，此时可进行叶面喷肥，常用的方法是每亩每次喷洒1％的尿素溶液加0.5％的磷酸二氢钾溶液加0.1％的硼砂混合液40-50公斤，5-7天一次，连喷2,3次，有利于延缓衰老，延长采收期。