Laut
Sinar hanya dapat menembus permukaan laut di atas 200 m, sehingga tumbuhan hanya dapat tumbuh di bagian ini. Bagian permukaan seringkali kekurangan komponen-komponen nitrogen yang aktif secara biologis. Siklus nitrogen di laut terdiri dari proses transformasi mikrobial yang meliputi pengikatan nitrogen, asimilasi nitrogen, nitrifikasi, anamoks, dan denitrifikasi. Beberapa proses tersebut terjadi di laut dalam, sehingga pertumbuhan tumbuhan lebih besar di daerah yang mengalami pembalikan massa air, dan juga di daerah dekat muara yang mengandung nutrien yang terbawa dari daratan. Maka dari itu, wilayah yang paling produktif, kaya akan plankton, dan juga kaya akan ikan umumnya terletak di daerah pesisir.
Nitrogen
Banyak senyawa yang penting untuk industri, seperti amonia, asam nitrat, nitrat organik (propelan dan bahan peledak), serta sianida, mengandung nitrogen. Ikatan rangkap tiga yang sangat kuat dalam nitrogen elementer (N≡N), ikatan paling kuat kedua dalam molekul diatomik setelah karbon monoksida (CO), mendominasi kimia nitrogen. Hal ini menyebabkan kesulitan untuk baik organisme maupun industri dalam mengubah N menjadi senyawa yang bermanfaat, tetapi di saat yang sama, membakar, meledakkan, atau menguraikan senyawa nitrogen untuk membentuk gas nitrogen akan melepaskan energi dalam jumlah besar yang seringkali bemanfaat. Amonia dan nitrat sintetis adalah pupuk industri utama, dan pupuk nitrat adalah polutan utama dalam eutrofikasi sistem air.