Ilustracja przedstawia obieg azotu w przyrodzie. Bezpośrednie wiązanie azotu atmosferycznego wymaga wysokiej temperatury, ciśnienia i energii. Zachodzi podczas wyładowań atmosferycznych (błyskawic), wybuchów wulkanów i spalania w procesach przemysłowych. Bakteriami wiążącymi wolny azot są beztlenowe bakterie glebowe, wodne sinice lub Rhizobium, żyjące w symbiozie z korzeniami roślin motylkowych. Bakterie azotowe występują w korzeniach roślin motylkowych: Rhizobium. Bakterie azotowe żyjące w glebie: Azotobacter biorą udział w produkcji amoniaku ${\mathrm{N}\mathrm{H}}_4^{+}$. Ciała roślin i zwierząt są zbudowane z białek zawierających azot. Ich szczątki oraz odchody są rozkładane przez szczątkożerców, bakterie i grzyby do jonu amonowego. Bakterie nitryfikacyjne w dwóch etapach przekształcają jon amonowy do azotanów – formy dostępnej dla roślin. Bakterie nitryfikacyjne: Nitrosomonas biorą udział w powstawaniu azotanów 3, ${\mathrm{N}\mathrm{O}}_2^{-}$, które przekształcają się w azotany 5, ${\mathrm{N}\mathrm{O}}_3^{-}$. Azotany służą roślinom w procesie asymilacji do budowy i funkcjonowania ich komórek. Poprzez łańcuchy pokarmowe związki azotu są wykorzystywane przez zwierzęta następnie wydalane do gleby, gdzie następuje ich rozkład przez grzyby oraz bakterie tlenowe i beztlenowe. W wyniku procesu amonifikacji powstaje amoniak ${\mathrm{N}\mathrm{H}}_4^{+}$. Bakterie denitryfikacyjne redukują azotany do azotu cząsteczkowego ${\mathrm{N}}_2$, który wraca do atmosfery i obieg się powtarza.