Ο κύκλος του αζώτου είναι ο τρόπος με τον οποίο το άζωτο στη φύση μετατρέπεται σε πολλές διαφορετικές μορφές που χρησιμοποιούνται από τους ζωντανούς οργανισμούς.
Ο αέρας αποτελείται κατά 78% από άζωτο. Οι χημικές ουσίες αζώτου είναι απαραίτητες για τη ζωή. Το άζωτο είναι απαραίτητο μέρος των πρωτεϊνών, του DNA και του RNA. Στα φυτά, το άζωτο είναι απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση και την ανάπτυξη. Ωστόσο, τα έμβια όντα δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν το στοιχειακό άζωτο του αέρα για αυτά τα πράγματα. Η δέσμευση του αζώτου είναι απαραίτητη για να μετατραπεί το άζωτο του αέρα (N2) σε μορφές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τη ζωή. Η δέσμευση του αζώτου γίνεται κυρίως από μικροοργανισμούς που ονομάζονται βακτήρια. Αυτά τα βακτήρια διαθέτουν ένα ένζυμο που συνδυάζει το Ν2 με αέριο υδρογόνο (Η2) για να παράγει αμμωνία (ΝΗ3).
Ορισμένα από αυτά τα βακτήρια ζουν στις ρίζες των φυτών (κυρίως των ψυχανθών). Σε αυτές τις ρίζες, παράγουν αμμωνία για το φυτό και το φυτό τους δίνει υδατάνθρακες. Άλλα φυτά παίρνουν ενώσεις αζώτου από το έδαφος μέσω των ριζών τους. Όλο το άζωτο στα ζώα προέρχεται από την κατανάλωση φυτών.
Το αμμώνιο (NH4) στο έδαφος παράγεται από αζωτοδεσμευτικά βακτήρια και αποικοδομητές, βακτήρια και μύκητες που διασπούν τη νεκρή ζωή στα μέρη της. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται αμμωνοποίηση. Το αμμώνιο έχει θετικό φορτίο. Συνδέεται εύκολα με τον άργιλο και το χούμο στο έδαφος. Η αμμωνία και το αμμώνιο είναι δηλητηριώδη για τα ψάρια και άλλα ζώα. Τα λύματα και άλλα λύματα μετριούνται τακτικά εξαιτίας αυτού. Εάν τα επίπεδα αμμωνίας είναι πολύ υψηλά, πρέπει να γίνει νιτροποίηση.
Η νιτροποίηση είναι η οξείδωση της αμμωνίας και του αμμωνίου σε νιτρώδη (NO2-) και στη συνέχεια σε νιτρικά ( NO3-) από βακτήρια. Επειδή τα νιτρώδη και τα νιτρικά έχουν αρνητικό φορτίο δεν συνδέονται εύκολα με το έδαφος και ξεπλένονται από το έδαφος κατά τη διάρκεια της βροχής και της άρδευσης. Τα υψηλά επίπεδα νιτρικών στο πόσιμο νερό είναι επιβλαβή για τα μωρά και μπορεί να προκαλέσουν το σύνδρομο του μπλε μωρού. Τα υψηλά επίπεδα νιτρικών μπορεί επίσης να προκαλέσουν υπερβολική ανάπτυξη άλγης σε λίμνες και πισίνες. Αυτός ο ευτροφισμός μπορεί να είναι επιβλαβής για τα ψάρια και άλλα ζώα του νερού. Η χρήση λιπασμάτων ελέγχεται εξαιτίας αυτού του γεγονότος.
Όταν δεν υπάρχει οξυγόνο, ορισμένα βακτήρια μετατρέπουν τα νιτρικά σε αέριο άζωτο (N2) για να αντλήσουν ενέργεια. Έτσι ο κύκλος του αζώτου ξεκινά από την αρχή. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται απονιτροποίηση.
