L'azoto nell'atmosfera non è facilmente disponibile per l'uso da parte degli organismi perché esiste sotto forma di azoto gassoso (N2), che è una molecola molto stabile. Per essere utilizzato dagli esseri viventi, l'azoto deve essere convertito in una forma più reattiva e più facile da incorporare nelle molecole biologiche. Questo processo, chiamato fissazione dell'azoto, viene effettuato da alcuni batteri e archaea, che convertono l'azoto atmosferico in ammoniaca (NH3). L'ammoniaca può quindi essere convertita in altri composti contenenti azoto, come nitrati (NO3-) e nitriti (NO2-), che possono essere assorbiti e utilizzati dalle piante e da altri organismi.