Os dois principais tipos de organismos envolvidos na fixação de nitrogênio são:

1. procariotas: Estes são organismos unicelulares que carecem de um núcleo e outras organelas ligadas à membrana. Eles são os principais fixadores de nitrogênio e incluem:
* Bactérias : Um grupo diversificado de bactérias, incluindo cianobactérias (algas azul-esverdeadas) e bactérias de fixação de nitrogênio (como *Rhizobium *e *Azotobacter *). Essas bactérias têm a enzima nitrogenase, o que lhes permite converter nitrogênio atmosférico em formas utilizáveis.
* Archaea: Esse é outro tipo de organismo unicelular que são semelhantes às bactérias, mas com bioquímica diferente. Alguns archaea também são capazes de fixação de nitrogênio.

2. Eucariotas: Estes são organismos com células que possuem um núcleo e outras organelas ligadas à membrana. Embora os eucariotos não possam consertar o nitrogênio diretamente, eles podem formar relações simbióticas com os procariontes de fixação de nitrogênio:
* plantas: Muitas plantas, especialmente leguminosas (como feijão, ervilhas e lentilhas), têm uma relação simbiótica com bactérias fixadoras de nitrogênio (como *rizóbio *). Essas bactérias vivem em nódulos nas raízes da planta, fornecendo à planta nitrogênio em troca de açúcares.
* fungos: Alguns fungos também formam relações simbióticas com bactérias fixadoras de nitrogênio, permitindo que eles acessem o nitrogênio em ambientes onde é escasso.

É importante lembrar que a fixação nitrogênio é feita principalmente por procariontes . Os eucariotos podem utilizar o nitrogênio fixo, mas não podem fazer a conversão inicial.