O nitrogênio na atmosfera não está prontamente disponível para uso pelos organismos porque existe na forma de gás nitrogênio (N2), que é uma molécula muito estável. Para ser utilizado pelos seres vivos, o nitrogênio deve ser convertido em uma forma mais reativa e mais fácil de incorporar nas moléculas biológicas. Este processo, denominado fixação de nitrogênio, é realizado por certas bactérias e arquéias, que convertem o nitrogênio atmosférico em amônia (NH3). A amônia pode então ser convertida em outros compostos contendo nitrogênio, como nitratos (NO3-) e nitritos (NO2-), que podem ser absorvidos e utilizados por plantas e outros organismos.