Proceso biquímico polo cal certos microorganismos (bacterias e arqueobacterias) fixan directamente o nitróxeno atmosférico e o transforman en nitróxeno orgánico. Supón un elevado consumo enerxético, realízase mediante a enzima nitroxenasa e xera amoníaco (NH₃), que entra rapidamente na ruta metabólica de síntese do glutamato.