O ciclo do nitrogênio funciona impulsionando a circulação do nitrogênio através dos componentes bióticos e abióticos de um ecossistema. O ciclo começa e termina com o nitrogênio molecular flutuando livremente como um dos principais componentes da atmosfera terrestre.
O nitrogênio atmosférico pode ser absorvido pela chuva e transportado para o solo como ácido nítrico, ou HNO3. Uma vez no solo, as bactérias e algumas plantas do tipo leguminosa fixam o nitrogênio. Amendoim, trevo e soja existem simbioticamente com micróbios para usar o ácido nítrico como fertilizante para auxiliar seu crescimento. Um subproduto desse processo é uma substância química chamada amônia ou NH3. A amônia é usada como combustível por bactérias especializadas que, por fim, a convertem em nitrato, NO3-, que as plantas podem usar para sintetizar proteínas de forma eficiente.
Quando as plantas morrem, seus nutrientes são consumidos por microrganismos do solo. O nitrato que eles usaram na vida fica então disponível para esses micróbios para posterior decomposição. À medida que é consumido, o nitrato é quebrado pelos processos metabólicos dos micróbios em gás nitrogênio, N2, e um subproduto secundário conhecido como óxido nitroso, ou NO2. O nitrogênio molecular, assim liberado do componente biótico do ciclo, é excretado pelos micróbios e volta à atmosfera para aguardar a próxima chuva.
