無土栽培的實質是用營養液代替土壤，而營養液的產生，是以李比西的植物礦質營養學說為依據的。因此，礦質營養學說是無土栽培的理論基礎。

1、早在1840年，李比西就提出礦質營養學說，認為作物是通過吸收溶解于水的無機物來進行生長發育的。以后，許多學者進一步證實，補充和完善這一學說。

2、1842年德國科學家衛格曼和波斯托羅夫等人利用容器砂培成功。1859－1865年，薩克斯和克諾普應用化學分析方法分析植物體，明確了其中含有氮、磷、鉀、鈣、鎂等營養元素，并首先利用無機肥料配制營養液，培育作物獲得成功。

3、1935年，美國科學家霍格蘭和阿農等人分析研究了不同土壤溶液的組成及濃度，進一步闡明了添加微量元素的必要性。并對營養液中營養元素的比例和濃度進行了大量的研究，在此基礎上發表了許多營養液配方。

4、在上述理論的指導下，經過長期研究，終于使無土栽培發展成為一門新技術，并使其實用化。無土栽培的基本原理，就是不用天然土壤而根據不同作物的生長發育所必須的環境條件，尤其是根系生長所必需的基本條件，包括營養、水分、酸堿度、通氣狀況及根際溫度等，設計滿足這些基本條件的裝置和栽培方式來進行無須土壤的作物栽培。因此，要掌握好無土栽培的技術，不僅要了解作物栽培有關知識，而且要掌握營養液的管理技術。