氮循环由6种转化氮化合物的反应组成，包括固氮、同化、氨化（脱氨）、硝化作用、反硝化作用及硝酸盐还原。它们大多是氧化还原反应。氮是生物有机体的主要组成元素，氮循环是重要的生物地球化学循环。
一，固氮
固氮是大气中单被转化成氨的生化过程。其对氮的在生物圈中的循环有重要作用，据测算每年全球有约2.40*=10^8吨氮被固定，这和反硝化过程市区的氮大致相等。生物固氮是只有微生物或有微生物参与才能完成的生化过程。具有固氮能力的微生物种类繁多，游离的主要有固氮菌、梭菌、克雷伯氏菌和蓝细菌；共生的主要是根瘤菌和佛兰克氏菌。
二，氨化作用
氨化作用是有机氮化物转化成氨的过程。微生物、动物有植物都具有氨化能力，可以发生在好氧和厌氧环境中。氨化作用放出的氨可被生物固定利用和进一步转化，同时也挥发释放到大气中去，这个部分可占总氮损失的5%。
三，硝化作用
硝化作用是有氧条件下在无机化能硝化细菌作用下氨被氧化成硝酸盐的过程。它的重要性是产生氧化态的硝酸盐，产物又可以参与反硝化作用。
把氨氧化成亚硝酸的代表性细菌是亚硝化单胞菌属，此外还有亚硝化叶菌属、亚硝化螺菌属、亚硝化球菌属、亚硝化弧菌属。把亚硝酸氧化成硝酸的代表性细菌是硝化杆菌属，此外还有硝化次菌属、硝化球菌属。
四，硝酸盐还原和反硝化作用
硝酸盐还原包括通化硝酸盐还原和异化硝酸盐还原。异化硝酸盐还原又分为发酵性硝酸盐还原和呼吸性硝酸盐还原。如呼吸性硝酸盐还原的产物是气态的N2O、N2，则氨被同化成氨基酸的过程。这里被还原是硝酸盐被还原成亚硝酸盐和氨，氨被同化成氨基酸的过程。
