El nitrógeno del aire sólo puede ser captado y transformado en materia orgánica por algunos tipos de bacterias (las plantas sólo pueden absorberlo bajo forma de nitratos del suelo), en particular de los géneros Clostridium, Azotobacter y Rhizobium, que viven en el suelo, y estas últimas en simbiosis con las raíces de las plantas leguminosas.
Para obtener energía, todas estas bacterias metabolizan los glúcidos que existen en la materia orgánica del suelo, o en las células de las raíces de las leguminosas.