Khi nitơ và oxy trộn lẫn ở nhiệt độ phòng trong điều kiện khí quyển tiêu chuẩn, không có gì xảy ra. Trên thực tế, không khí bao gồm 78 phần trăm nitơ và 21 phần trăm oxy. Nitơ trơ hoặc không hoạt động.
Ở nhiệt độ cao hơn nhiều, nitơ phản ứng với oxy để tạo thành oxit nitric, nhưng điều này cần một tia lửa năng lượng đáng kể. Trong bầu khí quyển phía trên trong một cơn bão sét, nitơ và oxy phản ứng và oxit nitric tạo thành tiếp tục phản ứng với nước để tạo thành axit nitric. Khi trời mưa, axit nitric này được mang xuống Trái đất và tạo thành các hợp chất với các nguyên tố khác. Nitrat và nitrit là một vài trong số các kết quả.