A disponibilidade de N orgânico do solo para as plantas passa pelo processo de mineralização, definido como a transformação do N da forma orgânica para a inorgânica (NH₄⁺ ou NO₃^-). O processo é realizado por microrganismos heterotróficos do solo, que utilizam os compostos orgânicos como fonte de energia.

A nitrificação é uma consequência do processo de mineralização. A nitrificação, ou oxidação do N amoniacal a nitrato, é realizada no solo por bactérias quimioautotróficas que obtêm energia no processo e que podem sintetizar todos os seus constituintes celulares a partir do CO₂.

A fixação biológica de N₂ é um processo essencial para transformar o N₂, na forma inorgânica combinada NH₃, e, a partir daí, em formas reativas orgânicas e inorgânicas vitais em sistemas biológicos.

A desnitrificação é definida como um processo respiratório, que acontece em ambientes aeróbicos, na qual formas reduzidas de N servem como receptores finais de elétrons.