1. Stikstoffixatie: Dit is de conversie van atmosferisch stikstofgas (N2), dat door de meeste organismen onbruikbaar is, in een bruikbare vorm. Dit wordt voornamelijk gedaan door bacteriën met stikstofbevestiging, gevonden in bodem- en aquatische omgevingen. Ze converteren N2 in ammoniak (NH3).

2. Nitrificatie: Ammoniak wordt verder omgezet in nitriet (NO2-) en vervolgens nitraat (NO3-) door bacteriën te nitrificeren. Nitraat is de vorm van stikstof die het meest gemakkelijk wordt gebruikt door planten.

3. Assimilatie: Planten absorberen nitraat uit de grond en gebruiken deze om eiwitten en nucleïnezuren te bouwen (DNA en RNA). Dieren verkrijgen vervolgens stikstof door planten of andere dieren te consumeren.

4. Ammonificatie: Wanneer organismen sterven, breken decomposers (bacteriën en schimmels) hun organische stof af en geven stikstof terug in de grond als ammoniak (NH3).

5. denitrificatie: Onder anaërobe omstandigheden (zonder zuurstof) zetten denitrificerende bacteriën nitraat om in stikstofgas (N2), die in de atmosfeer wordt afgegeven. Hiermee wordt de cyclus voltooid.

6. Industriële stikstoffixatie: Menselijke activiteiten, zoals de productie van meststoffen en brandende fossiele brandstoffen, voegen aanzienlijke hoeveelheden stikstof toe aan het milieu. Deze activiteiten kunnen leiden tot verhoogde stikstofvervuiling in water en lucht.

Deze zes stappen vormen een continue cyclus, zodat stikstof voortdurend door de omgeving gaat, beschikbaar voor het leven en gereguleerd.