氮是空气的主要成分，也是生命体中蛋白质与氨基酸不可缺少的重要元素。地球上的氮循环起始于氮气，土壤中的某些细菌将其转化为生物可利用的氮源-氨（生物固氮）；氨是重要的肥料，植物利用氨合成氨基酸与蛋白质；植物蛋白被动物食用后消化降解成氨基酸并进而用于其自身蛋白质合成。生物机体死亡后其体内的含氮物质又在细菌与环境的共同作用下氧化为氮气回到空气中。由于氮气的化学惰性，化学固氮极具挑战性。化学家们正努力发展化学固氮方法，为人类与社会提供更便捷的氮源。