草木灰是一种常见的农业生产过程中的废弃物，主要由
秸秆、谷壳等焚烧生成。草木灰为植物燃烧后的灰烬，故植物所含的矿物质元素，草木灰中几乎都含有。其主要成分为碳酸钾和
碳酸钙，并含有钾、钙、磷、硅、硫、镁、硼、锌等多种营养元素。其中含钾、钙、磷含量最多。草木灰中的磷属于枸溶性磷。
在刀耕火种的时代，草木灰实际上已被先民们无意识地利用，客观上已起了施钾肥的作用。春秋战国时期《礼记·月令》中有记载：“季夏之月······土暑，大雨时行，烧行水，利以杀草，可以粪田畴，可以美土疆”，反映人们已有意识地利用草木灰来肥沃土壤了。从此草木灰在农业上应用广泛。
在古埃及时代，人们就用
碳酸钠（当时称苏打）和
碳酸钾（当时称木灰碱）来洗涤衣服。根据苏打和木灰
碱的性质，
中世纪炼金家盖柏引用了“碱质”这一名词。由于苏打通常可以从
盐湖中得到，木灰碱可以从草木灰中浸取，所以苏打被当成矿物碱，而木灰碱被认为是
植物碱。
公元70年，古罗马人已用油脂与草木灰制皂，中世纪马赛肥皂闻名各地。早期的科技历史文献，很多都是来自罗马学者普林尼（Pliny the Elder ）当时记载。他认为肥皂是在公元前600年左右，脚尼基人用山羊脂和草木灰制成的，称为Saipo，供护肤润发之用。另据
古罗马的传说，一座名为Sapo的山上，祭祀后的动物脂肪和山上的植物灰一起被雨水冲到河中，沉积在岸边，浣衣女用来洗涤衣服，既省力又干净，这种
沉积物便称为Sapo，后渐称为Soap，即现在肥皂一词的来源。
关于草木灰入药的历史至少可以追溯到2000年以前，如现存最早的中医药学著作、约成书于战国时期的《
黄帝内经》中有“生桑炭炙巾，以熨寒痹所刺之处”的记载，《
抱朴子》中有以桑灰渍桃胶制保健药的记载，可见草木灰医学利用有很久的历史。
草木灰可作基肥、追肥、种肥和根外追肥，对土壤无不良影响，适合于各种作物，应优先施于喜钾作物上，如烟草、马铃薯、
番薯、棉花、麻类和蔬菜等。草木灰在农业上除了供给多种养分外，还有保温、杀死病虫害和小
禾本科杂草等作用。草木灰因呈黑色能提高土壤温度，碱性有杀菌除杂草的作用。所以常作保温材料施用，如水稻秧田施用草木灰既能保温提高土壤温度，促苗早发，防止烂种，又能抑制秋田中
青苔生长，减轻病虫害的发生。草木灰属碱性肥料，所以不易使土壤板结，变酸。有时还起到疏松土壤、中和土壤酸度的作用。但草木灰也存在缺点，养分含量低，除向日葵茎杆、麦杆含钾量较高外，其余的草木灰含钾量都不超过10%，甚至还有不到1%的。另外草木灰质量轻、体积大，易飞扬，施用不方便。
古代人们除了用清水去除沾附在衣物上的泥砂之外，为了去除衣物上的油性污垢最早使用的洗剂是草木灰。草木灰是燃烧木头、柴禾剩余的炭灰。草木灰中含有可溶于水的
碳酸钾，其
钾的含量可达11.7%。草木灰通过浸取、蒸发和结晶，再分别加以分离，最终可以得到碳酸钾。碳酸钾与天然动、植物油脂或
合成脂肪酸进行化学反应，可以制成肥皂。由于草木灰显碱性，对动植物油脂和
蛋白质污垢都有良好的去除能力。
草木灰的主要成分为碳酸钾和
碳酸钙，含有钾、钙、磷、硅、硫、镁、硼、锌等多种营养元素，其中以钾、钙、磷含量较多，一般含钾（K2O）5%~12%、钙（CaO）5%~20%、磷（P2O5）0.5%~3.5%。以钾素为例，90%以上为水溶性的，其主要形态为碳酸钾，还含少量
硫酸钾和
氯化钾。草木灰中的磷属于枸溶性磷。
草木灰的成分差异很大，不同植物灰分中钾、钙、磷等的含量不相同，一般来说，木灰中含钾、钙、磷比草灰要多一些。同一种植物，其幼嫩组织的灰分含钾和磷较多，衰老组织的灰分则含钙和硅较多。还有植物所生长的土壤类型和施肥状况等。
通过对植物体（如稻草、麦秸、玉米杆、棉花杆、油菜杆、枯枝落叶、山青野草、谷壳等植物残体）的燃烧得到的灰烬即为草木灰。在燃烧过程中，氮素几乎全部损失，仅剩下多种灰分元素。燃烧温度不同，草木灰的有效性不同，当燃烧温度超过700℃时，钾与硅酸熔在一起形成溶解度低、肥效差的K2SiO3，应该用暗火低温燃烧，使草木灰呈黑灰色，肥效较好，保温性强，杀虫灭菌也强。
草木灰需单积干贮，可以装在
塑料袋内贮存，放在干燥处，防雨淋和潮湿。草木灰为碱性物质，不宜与酸性物质混合存放。