有三種將游離態的N2（大氣中的氮氣）轉化為化合態氮的方法：
生物固氮：是指固氮微生物將大氣中的氮氣轉換成氨的過程 ，一些共生細菌（主要與豆科植物共生）和一些非共生細菌能進行固氮作用并以有機氮的形式吸收。
工業固氮：在哈伯-博施法中，N2與氫氣被化合生成氨(NH3)肥。
化石燃料燃燒：主要由交通工具的引擎和熱電站以NOx的形式產生。
另外，閃電亦可使N2和O2化合形成NO，是大氣化學的一個重要過程，但對陸地和水域的氮含量影響不大。
