Proceso de nitrificación que abarca: 1) a oxidación de amoníaco a nitrato a través de nitrito; 2) a oxidación de calquera forma reducida de nitróxeno a unha forma máis oxidada. Ten lugar coa intervención de microorganismos heterótrofos nitrificantes (bacterias e fungos), que utilizan como substrato compostos orgánicos ou compostos inorgánicos nitroxenados, directamente para obter enerxía, sen que apareza o amonio como intermediario. Ademais, non está necesariamente acoplada á produción de enerxía, senón que se relacionou coa reoxidación de NAD(P)H en condicións hipóxicas en bacterias, respiración endóxena en fungos e como unha forma de defensa contra organismos competidores en solos.

Prodúcese nalgúns medios edáficos específicos, especialmente en solos forestais moi ácidos, con contidos altos de materia orgánica.

Moitos nitrificadores heterotróficos tamén son capaces de realizar desnitrificación aerobia, de modo que o nitrito ou nitrato producido é inmediatamente reducido a óxidos de nitróxeno ou a dinitróxeno. Esta actividade simultánea de nitrificación-desnitrificación (NDN) pode ser responsable de que a contribución heterotrófica á nitrificación se subestimara previamente, xa que os compostos intermedios oxidados non se acumulan.