氮气（n₂）占地球大气层的78％，但由于其牢固的三键，它具有很高的反应性。这意味着生物在这种状态下无法使用它，并且必须将其转换为更具反应性化合物，然后才能进入同化阶段。固定是将氮气转化为更具反应性氮的过程，例如氨和硝酸盐。它通过细菌和闪电以两种主要方式出现。

细菌
土壤和水中的特定细菌能够转化n₂进入氨（NH₃）通过专业酶。

n₂→NH₃

一些固氮细菌与植物，尤其是豆类有共生关系。它们生活在植物的根结节内，并以可用形式为植物提供氮。

闪电
闪电的能量足以打破强度₂使氮与氧反应，形成氮氧化物的键（无_X）。氮氧化物通过雨或雪沉淀到土壤中，它们可以形成硝酸盐（否₃^-）在土壤中。

n₂→没有_X→没有₃^-

图1：氮固定的概述