Apesar de que el nitrógeno (N) es el elemento más abundante en la atmósfera, la única manera en que los seres vivos pueden disponer de N atmosférico es a través de bacterias que medran en el suelo o en las raíces de algunas plantas. El nitrógeno así fijado puede ser devuelto a la atmósfera por otras bacterias, o bien permanecer formando parte del suelo y de la biomasa de los ecosistemas terrestres (eventualmente puede llegar al mar a través de compuestos solubles). En el proceso de fijación biológica, el N atmosférico es reducido a amoniaco (NH₃) para luego ser convertido en el amonio (NH₄⁺) y el nitrato (NO₃^-) que usan los seres vivos.
En ecosistemas con lluvias estacionales, la fijación y circulación del nitrógeno se ve dificultada en los períodos de escasez de agua; en la época de lluvias, la retención del nitrógeno en el suelo se ve amenazada por la pérdida de formas solubles (sobre todo nitrato), la escorrentía y la lixiviación.