Chu trình nitơ rất quan trọng do vai trò của nó là cơ sở để sản xuất nitơ cần thiết cho mọi dạng sống. Bầu khí quyển chứa phần lớn nitơ tự nhiên được tìm thấy trên Trái đất.
Chu trình nitơ cung cấp nitơ cho hệ sinh thái từ khí quyển, mặt đất và đại dương. Nitơ là một thành phần quan trọng của các phân tử phức tạp như axit amin và nucleotide, dẫn đến việc tạo ra protein và DNA, các cơ sở xây dựng của mọi sự sống. Thực vật hấp thụ nitơ dưới dạng amoni, ion nitrat và trong những trường hợp hiếm hoi, dưới dạng axit amin. Động vật nhận nitơ cần thiết cho các quá trình sinh học từ việc ăn các chất hữu cơ sống hoặc chết. Nitơ thường được chuyển hóa trở lại thành vật chất vô cơ khi nó tham gia vào chu trình sinh địa hóa thông qua quá trình phân hủy. Sau đó, nitơ thường được vi khuẩn và nấm biến đổi thành ion amoni thông qua một quá trình gọi là quá trình khoáng hóa.
Khi amoni đi vào đất, nó liên kết với một số hạt đất sét nhất định. Amoni sau đó được giải phóng khỏi các hạt này bằng cách trao đổi cation. Khi amoni được giải phóng, các đặc tính hóa học của nó sẽ bị thay đổi bởi các vi khuẩn đặc biệt và được phép phân tán khỏi đất. Dạng nitơ mới sau đó có thể được chuyển đến các đại dương bằng hệ thống thủy văn, nơi nó được giải phóng trở lại bầu khí quyển sau khi được chuyển hóa thành khí thông qua quá trình khử nitơ.
