يعد وجود النيتروجين ومركباته في الغلاف الجوي ضرورياً لبقاء الحياة واستمرارها، كونه عنصراً أساسياً في بناء المادة الحية (يدخل في تركيب البروتينات التي تبني منها الأحياء خلاياها وتجدد التالف منها).

ورغم أن النيتروجين يشغل النسبة الأكبر في الجو (78% من حجم الهواء) إلاّ يبدو للوهلة الأولى غازاً خاملاً عديم النفع مباشرة لمعظم الأحياء، ولا بد للاستفادة منه من تحويله إلى مركبات نيتروجينية تستطيع الأحياء امتصاصها، بذلك تكون عملية التحول التي تحتاج إلى طاقة عالية لتفكك الرابطة الثلاثية للنيتروجين، وتفاعله لتشكل أكاسيد النيتروجين، هي العامل المحدد لدخول النيتروجين عبر دورته. يمكن تلخيص الطرائق التي يتم بها تثبيت النيتروجين الجوي وفق آليتين:

أ- التثبيت الحيوي Biological Fixation: ويتم بواسطة بعض الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في التربة من مثل البكتريا والطحالب، وتدعى بالمثبتات النيتروجينية Nitrogen Fixers، حيث تحول النيتروجين N2 إلى أمونيا ومركباته ونتريت ونترات، ثم يقوم النبات بامتصاص أملاح النترات واستخدامها في بناء البروتين. تكثر هذه الكائنات في العقد الجذرية للبقوليات والتي تعد زراعتها عامل إخصاب.

ب- التثبيت الجوي Atmospheric Fixation يدخل النيتروجين إلى التربة بفعل العوامل الجوية مثل البرق والصاعقة، إذ يتحول إلى نترات نتيجة اتحاد النيتروجين مع  الأوكسجين بفعل طاقة البرق الكهربائية، لتسقط مع مياه الأمطار على التربة وتدخل في دورة الغذاء النباتي.

ثمة توازن يحكم أفعال البروق والبكتريا المثبتة للنيتروجين وتلك البكتريا المحررة له لتثبيت كمية النيتروجين في الغلاف الجوي عند %78. يعتبر النيتروجين معيقا للاحتراق وواق للنباتات، فلو كانت كميته أقل في الهواء، وكمية الأوكسجين أكبر لاحترقت معظم أشجار الأرض. ومن جهة أخرى لو كانت كمية النيتروجين في الهواء أكبر من النسبة الحالية، لكانت النار أكثر ندرة، ولربما وجدت الكائنات الحية صعوبة بالتنفس.

تبدأ دورة النيتروجين في الطبيعة بتثبيت النيتروجين الجوي إلى التربة أو المياه السطحية (أو الجوفية بعد غسل التربة بمياه الأمطار والري ثم إلى النباتات فالحيوان والإنسا