闪电,豆科植物根瘤菌,微生物,自然界固定氮的主要途径有两种.其一为闪电：闪电以其巨大的能量,把在大气中的氮分子解离,并继续与氧分子反应产生氮的氧化物,这些氧化物会溶于雨水,生成亚硝酸根及硝酸根而渗入土壤中.虽然世界上到处常有闪电,但是闪电固氮却不是一个产生含氮化合物有效的方法；每年经由闪电固氮所得的含氮化合物,顶多只占总量的10％.其二是固氮细菌：这是固定氮的最重要途径,须借助于或独自存在于土壤中,或与动植物共生,拥有固氮酵素的某些固氮细菌,如与豆类植物共生的根瘤菌.它们能吸收大气中的氮气分子,将其转变成氨及铵离子.每年经由细菌固定氮所得的含氮化合物,约占总量的65％.

　　人为的工业固氮是通过工业生产的方法把大气中的N2固定下来,合成氨或氨盐为氮肥供植物利用.据统计,物理化学（电化学和光化学）的固氮量平均7.6×106t/年,生物固氮量为54×106t/年.近代工业固氮—化肥生产固氮的数量又远远超过其他固氮量.据估计,到2000年时,化肥的产量将达到1×108t.

　　另一方面,人类活动如矿物燃料的燃烧、排放汽车尾气等产生的氮氧化物进入环境在阳光作用下引起光化学烟雾以及大量使用化肥、过量的硝酸盐排入水体,引起江河湖海水体富营养化,将污染大气和水体环境.