Ciclo biogeoquímico no qual o elemento reciclado é nitrogênio.

O ciclo de nitrogênio envolve processos biológicos e físicos, incluindo fixação, amonificação, nitrificação e denitrificação.

O principal reservatório de nitrogênio da Terra está na atmosfera (78 %) na forma de nitrogênio atmosférico. A fixação biológica do nitrogênio atmosférico integra o nitrogênio no ciclo, embora uma pequena parte venha na forma de óxidos de nitrogênio, seja da radiação cósmica ou das atividades humanas. Várias espécies de bactérias simbiontes e livres, bem como arqueias, são capazes de fixar nitrogênio atmosférico (N₂ gás) e transformá-lo em amônio. Outras bactérias (nitrificantes) que vivem no solo são capazes de oxidar amônio (por exemplo, Nitrosomonas) e transformá-lo primeiro em nitritos (nitrosação) e depois convertê-los (por exemplo, Nitrobacter) em nitratos (nitratação). As plantas incorporam apenas nitrogênio inorgânico, principalmente na forma de amônio ou nitrato, por isso requerem a ação de bactérias nitrificantes e, quando absorvidos, o convertem em compostos orgânicos (principalmente proteínas).

A denitrificação é a redução de nitratos novamente em gás nitrogênio (N₂), que completa o ciclo do nitrogênio. Esse processo é realizado por bactérias (como Pseudomonas) que, sob condições anaeróbicas (por exemplo, solos inundados), usam nitrato como receptor de elétrons em vez de oxigênio durante a respiração. Bactérias e fungos convertem o nitrogênio orgânico presente em organismos mortos novamente em amônio, um processo chamado amonificação ou mineralização.