Stikstof is het meest voorkomende element in de atmosfeer van de aarde en maakt ongeveer 78% van het volume uit. Het wordt in de atmosfeer aangetroffen als een diatomisch gas (N2), wat betekent dat het bestaat uit twee stikstofatomen die aan elkaar gebonden zijn. Deze binding is erg sterk en daarom is stikstofgas zo stabiel en niet-reactief.

Stikstofgas circuleert voortdurend door de atmosfeer, de oceanen en het land. Planten nemen stikstof op uit de bodem en dieren eten de planten. Wanneer planten en dieren sterven, worden hun stikstofhoudende verbindingen afgebroken door bacteriën en schimmels, waardoor stikstofgas weer in de atmosfeer vrijkomt.

Stikstofgas kan ook worden omgezet in andere vormen van stikstof, zoals ammoniak (NH3) en nitraat (NO3-). Deze vormen van stikstof zijn reactiever dan stikstofgas en kunnen door planten en dieren als voedingsstoffen worden gebruikt.

De stikstofcyclus is een essentieel proces voor het ecosysteem van de aarde. Het zorgt ervoor dat er voldoende stikstof beschikbaar is voor de groei van planten en dieren en helpt overtollige stikstof uit de omgeving te verwijderen.