氮循環是生物地球化學循環，氮在大氣、陸地和海洋生態系統中循環時被轉化為多種化學形式。氮的轉化可以通過生物和物理過程進行。氮循環的重要過程包括固定、氨化、xxx和反xxx。地球/大氣中的大部分（78%）是大氣中的氮，使其成為xxx的氮源。然而，大氣中的氮對生物的利用是有限的，導致許多類型的生態系統中可用的氮的稀缺。

生態學家對氮循環特別感興趣，因為氮的可用性可以影響關鍵生態系統過程的速度，包括初級生產和分解。人類活動，如化石燃料的燃燒、人工氮肥的使用和廢水中氮的釋放，已經極大地改變了全球的氮循環。人類對全球氮循環的改變會對自然環境系統和人類健康產生負面影響。

氮以各種化學形式存在于環境中，包括有機氮、銨（NH+4）、亞硝酸鹽（NO-2）、硝酸鹽（NO-3）、一氧化二氮（N_{2O）、一氧化氮（NO）或無機氮氣（N2）。有機氮可能是以生物體、腐殖質或有機物分解的中間產物的形式存在。氮循環的過程是將氮從一種形式轉化為另一種形式。其中許多過程是由微生物進行的，它們或者努力獲取能量，或者以其生長所需的形式積累氮。例如，動物尿液中的含氮廢物被土壤中的xxx細菌分解，供植物使用。旁邊的圖表顯示了這些過程是如何結合在一起形成氮循環的。}

通過大氣、工業和生物過程將氮氣（N_{2）轉化為硝酸鹽和亞硝酸鹽，稱為固氮。大氣中的氮氣必須被處理或固定為可用的形式，以便被植物吸收。每年有50至100億公斤的氮被雷擊固定，但大多數固定是由自由生活的或被稱為重氮菌的共生細菌完成的。這些細菌有氮素酶，能將氣態氮與氫結合，產生氨，氨被細菌轉化為其他有機化合物。大多數生物固氮作用是通過Mo-氮素酶的活動發生的，在各種細菌和一些古細菌中發現。Mo-氮素酶是一種復雜的雙組分酶，有多個含金屬的修復基團。自由生活的細菌的一個例子是Azotobacter。共生固氮細菌如根瘤菌通常生活在豆科植物（如豌豆、紫花苜蓿和槐樹）的根瘤中。在這里，它們與植物形成一種互利關系，產生氨以換取碳水化合物。由于這種關系，豆科植物往往會增加貧氮土壤的氮含量。少數非豆科植物也能形成這種共生關系。今天，大約30%的固定氮是利用哈伯-博世工藝進行工業化生產的，該工藝利用高溫和高壓將氮氣和氫源（天然氣或石油）轉化為氨。}

植物可以通過根毛從土壤中吸收硝酸鹽或銨。如果吸收了硝酸鹽，它首先被還原成亞硝酸鹽離子，然后被還原成銨離子，以納入氨基酸、核酸和葉綠素中。在與根瘤菌有共生關系的植物中，一些氮被以銨離子的形式直接從根瘤中同化。現在已經知道，在根瘤菌的細菌和植物之間存在著更復雜的氨基酸循環。

植物向細菌提供氨基酸，因此不需要氨同化，細菌將氨基酸（連同新固定的氮）傳回給植物，從而形成一種相互依賴的關系。雖然許多動物、真菌和其他異養生物通過攝取氨基酸、核苷酸和其他小的有機分子獲得氮，但其他異養生物（包括許多細菌）能夠利用無機化合物，如銨作為xxx的氮源。對各種氮源的利用在所有生物體中都受到仔細的調節。

當植物或動物死亡或動物排出廢物時，氮的最初形式是有機的。細菌或真菌將遺體中的有機氮轉化為銨（NH+4），這一過程稱為氨化或礦化。