Nitơ tự do bao gồm khoảng 78 phần trăm khí trong khí quyển. Trước khi các sinh vật có thể sử dụng nitơ tự do, nó phải được cố định bởi vi khuẩn. Vi khuẩn cố định nitơ kết hợp nitơ tự do với các nguyên tố khác để tạo thành các hợp chất nitơ có thể được hấp thụ qua hệ thống rễ của cây. Một khi thực vật hấp thụ hợp chất nitơ, nó sẽ sử dụng nó để tạo ra các hợp chất có thể được tiêu hóa bởi động vật. Khi thực vật hoặc động vật phân hủy, lượng nitơ còn lại trong cơ thể chúng được quay trở lại chu trình nitơ.
Khi một khu vực bị thiếu nitơ, một loại phân bón hóa học có thể được bổ sung vào đất. Phân bón hóa học được điều chế bằng cách sử dụng amoniac, một hợp chất có chứa nitơ và hydro. Nitơ cũng có thể được bổ sung vào đất thông qua các phương tiện hữu cơ.
Bên cạnh việc bón phân, các hợp chất nitơ còn có nhiều công dụng khác. Chúng thường được sử dụng trong sản xuất chất dẻo, thuốc nhuộm và chất nổ hoặc để làm phim chụp ảnh. Các hợp chất nitơ cũng được sử dụng trong quá trình đóng rắn và bảo quản thực phẩm, trong thuốc sulfa, vitamin và trong các loại vải tổng hợp.
