सभी सजीवों में नाइट्रोजन, प्रोटीनों और न्यूक्लीक अम्लों के संश्लेषण के लिए एक आवश्यक तत्व है। वायुमंडल में नाइट्रोजन गैस ($N_2$) सबसे बड़े भंडार के रूप में उपस्थित है, परंतु यह अपेक्षाकृत कम अभिक्रियाशील होती है और पादप तथा जंतु इसका प्रत्यक्षतः उपयोग नहीं कर सकते हैं। वायु, मृदा, जल और जीवों के मध्य नाइट्रोजन के समग्र संचरण को नाइट्रोजन चक्र कहते हैं।

नाइट्रोजन चक्र में विभिन्न चरण होते हैं। सबसे पहले नाइट्रोजन को ऐसे घुलनशील यौगिकों में परिवर्तित किया जाता है जिन्हें सजीव अवशोषित कर सकें, इस प्रक्रिया को नाइट्रोजन स्थिरीकरण (nitrogen fixation) कहते हैं। इसके पश्चात् इसका स्वांगीकरण (assimilation) होता है। तड़ित (lightning) भी नाइट्रोजन ऑक्साइडों के स्थिरीकरण में सहायता करती है।

जीवाणु या कवक जैसे अपघटक कार्बनिक द्रव्य को अपघटित कर नाइट्रोजन यौगिकों, जैसे— अमोनिया को पुनः मृदा में लौटा देते हैं। इस प्रक्रिया को अमोनीकरण (ammonification) कहते हैं। इसके बाद नाइट्रीकरण (nitrification) की प्रक्रिया होती है।

विनाइट्रीकरण (denitrification) जीवाणु, जैसे कि स्यूडोमोनास नाइट्रेट की कुछ मात्रा को पुनः नाइट्रोजन गैस में परिवर्तित कर देते हैं। यह प्रक्रिया चक्र को पूर्ण करती है और पारितंत्रों में नाइट्रोजन का संतुलन बनाए रखती है।

यदि नाइट्रोजन का चक्रण नहीं हो तो पृथ्वी पर जीवन गंभीरता से प्रभावित होगा क्योंकि आवश्यक पोषक तत्व पुनः चक्रण द्वारा उपलब्ध नहीं रहेंगे। जीवों को प्रोटीनों और न्यूक्लीक अम्लों के संश्लेषण के लिए आवश्यक नाइट्रोजन नहीं मिलेगा और पारितंत्रों में नाइट्रोजन का संतुलन बिगड़ जाएगा, जिससे पृथ्वी पर जीवन को बनाए रखना कठिन हो जाएगा।