Trois processus de base sont impliqués dans le recyclage de l'azote: la fixation de l'azote diatomique N2, la nitrification et la dénitrification.
La fixation de l'azote correspond à la conversion de l'azote atmosphérique en azote utilisable par les plantes et les animaux.
Le phosphore évolue en permanence entre les formes fixées, adsorbées et solubles : minéralisation / organisation entre les formes organiques et les formes solubles (ioniques), adsorption / désorption entre les formes solubles et les formes labiles, et fixation / défixation entre les formes labiles et les formes fixées
2 NO + 2 H+ + 2 e− → N2O + H2O (oxyde nitrique-réductase) N2O + 2 H+ + 2 e− → N2 + H2O (oxyde nitreux-réductase) Le processus complet peut s'exprimer sous forme d'une réaction redox équilibrée, par laquelle le nitrate (NO3−) est entièrement réduit sous forme d'azote N2 : 2 NO3− + 10 e− + 12 H+ → N2 + 6 H2O.