Processo de nitrificação compreendendo: 1) oxidação de amônia ao nitrato através de nitrito; 2) oxidação de qualquer forma reduzida de nitrogênio a uma forma mais oxidada. Ocorre com a intervenção de microrganismos heterotróficos nitrificados (bactérias e fungos), que utilizam compostos orgânicos ou compostos inorgânicos nitrogenados como substrato, diretamente para obtenção de energia, sem que o amônio apareça como intermediário. Além disso, não é necessariamente acoplado à produção de energia, mas tem sido ligado à reoxidação de NAD(P)H sob condições hipóxicas em bactérias, respiração endógena em fungos e como uma forma de defesa contra organismos concorrentes em solos.

Se produz em alguns meios edáficos específicos, especialmente em solos florestais muito ácidos, com alto teor de matéria orgânica.

Muitos nitrificadores heterotróficos também são capazes de realizar a denitrificação aeróbica, de modo que o nitrito ou nitrato produzido seja imediatamente reduzido a óxidos de nitrogênio ou dinitrogênio. Essa atividade simultânea de nitrificação-denitrificação (NDN) pode ser responsável pelo fato de que a contribuição heterotrófica para a nitrificação foi préviamente subestimada, uma vez que os compostos intermediários oxidados não se acumulam.