Stikstoffixatie is het proces waarbij stikstofgas (N2) uit de atmosfeer wordt omgezet in verbindingen zoals ammoniak (NH3) of nitraten (NO3-), die vervolgens door planten kunnen worden gebruikt voor groei en andere biologische processen.

Hoewel stikstoffixatie vaak het proces wordt genoemd dat stikstof terugvoert naar de atmosfeer, is het belangrijk op te merken dat stikstoffixatie voornamelijk de omzetting van atmosferische stikstof in bruikbare verbindingen inhoudt, en niet zozeer het vrijgeven van stikstof aan de lucht.

Het vrijkomen van stikstof in de atmosfeer vindt voornamelijk plaats door denitrificatie, een proces dat door bepaalde bacteriën in de bodem en het water wordt uitgevoerd. Tijdens denitrificatie zetten bacteriën nitraten of nitrieten om in stikstofgas (N2), dat vervolgens in de atmosfeer terechtkomt.