Het element dat in de bodem wordt aangetroffen en dat door planten wordt gebruikt om chemische verbindingen te vormen, is stikstof . Stikstof is een essentiële macronutriënt die planten in grote hoeveelheden nodig hebben voor groei en ontwikkeling. Het is een bestanddeel van eiwitten, nucleïnezuren en chlorofyl. Stikstof is ook betrokken bij veel fysiologische processen, zoals fotosynthese, ademhaling en hormoonsynthese.

Planten kunnen stikstof alleen opnemen in de vorm van nitraat- (NO3-) of ammonium- (NH4+)-ionen. Deze ionen bevinden zich in de bodem, waar ze vrijkomen bij de afbraak van organische stof of bij het gebruik van kunstmest. Planten absorberen stikstofionen via hun wortels en transporteren ze naar de bladeren, waar ze worden gebruikt om eiwitten en andere stikstofhoudende verbindingen te synthetiseren.

Stikstof is in veel ecosystemen een beperkende voedingsstof voor de plantengroei. Dit komt omdat stikstof vaak uit de bodem verloren gaat door uitspoeling, denitrificatie en vervluchtiging. Als gevolg hiervan moeten planten vaak worden bemest met stikstof om aan hun groeibehoeften te voldoen.