O nitrogênio é reciclado constantemente no ecossistema da Terra. Os processos naturais convertem o gás nitrogênio, que constitui 78% do ar, em compostos químicos essenciais. Plantas e animais usam esses nitratos para facilitar as funções básicas da vida.
Quando os animais e as plantas morrem, os compostos de nitrogênio infiltram-se no solo. As plantas convertem esses nitratos em proteínas de crescimento e os animais se alimentam das plantas. Dessa forma, o nitrogênio é passado ao longo da cadeia alimentar. As bactérias também desempenham um papel, convertendo o nitrogênio residual em gás que retorna ao ar. Mesmo que o nitrogênio seja continuamente reciclado, ainda é possível produzir muito dele. A fertilização excessiva e o consumo de combustível fóssil por humanos aumentaram a quantidade de nitrogênio no ar, o que levou ao aumento da poluição do ar e da água.