Le cycle de l'azote est un cycle biogéochimique qui décrit la succession des modifications subies par les différentes formes de l'azote (diazote, nitrate, nitrite, ammoniac, azote organique).
L'atmosphère est la principale source d'azote , sous forme de diazote, puisqu'elle en contient 79 % en volume. L'azote, composé essentiel à de nombreux processus biologiques, se retrouve entre autres dans les acides aminés constituant les protéines, et dans les bases azotées présentes dans l'ADN. Des processus sont nécessaires pour transformer l'azote atmosphérique en une forme assimilable par les organismes.
L'azote atmosphérique est fixé par des bactéries présentes dans le sol, telles que Azobacter vinelandii, grâce à une enzyme, la nitrogénase. Celles-ci produisent de l'ammoniaque (NH4OH) à partir de l'azote atmosphérique et de l'hydrogène de l'eau. Certaines de ces bactéries, comme Rhizobium, vivent en symbiose avec des plantes, produisant de l'ammoniaque nécessaire aux plantes, en contrepartie des glucides de la plante dans la rhizosphère. L'ammoniaque peut aussi provenir de la décomposition d'organismes morts par des bactéries saprophytes sous forme d'ions ammonium (NH4+).
Dans les sols bien oxygénés, mais aussi en milieu aquatique oxygéné, des bactéries transforment l'ammoniac en nitrite (NO2-), puis en nitrates (NO3-), au cours du processus de nitrification. On peut décomposer cette transformation en nitritation et nitratation.
Les végétaux absorbent grâce à leurs racines les ions nitrate (NO3-) et, dans une moindre mesure, l'ammonium présent dans le sol, et les incorporent dans les acides aminés et les protéines. Les végétaux constituent ainsi la source primaire d'azote assimilable par les animaux.
En milieu Anoxique, (sol ou milieu aquatique non oxygéné) des bactéries dites dénitrifiantes transforment les nitrates en gaz diazote, c'est la dénitrification.
