固氮酶是由两种蛋白质组成的：一种含有铁,叫做铁蛋白,另一种含铁和钼,称为钼铁蛋白.只有钼铁蛋白和铁蛋白同时上,固氮酶才具有固氮的作用.

　　固氮微生物需氧,而固氮必须是在严格的厌氧微环境中进行.组成固氮酶的两种蛋白质,钼铁蛋白和铁蛋白,对氧极端敏感,一旦遇氧就很快导致固氮酶的失活,而多数的固氮菌都是好氧菌,它们要利用氧气进行呼吸和产生能量.固氮菌在进化过程中,发展出多种机制来解决既需氧又防止氧对固氮酶的操作损伤的矛盾.其中之一是固氮菌以较强的呼吸作用迅速地将周围互不干涉中的氧消耗掉,使细胞周围处于低氧状态,保护固氮酶不受损伤.