Le retour de l’azote des organismes vivants dans l’atmosphère s’effectue grâce à un processus appelé dénitrification. La dénitrification est réalisée par certains micro-organismes, tels que les bactéries et les archées, qui utilisent les nitrates comme accepteurs d'électrons lors de la respiration. Ces micro-organismes transforment les nitrates en azote gazeux, qui est rejeté dans l’atmosphère.

La dénitrification se produit généralement dans des environnements à faibles niveaux d'oxygène, tels que les sols gorgés d'eau, les zones humides et les tas de compost. Il s’agit d’un processus important dans le cycle de l’azote, car il contribue à maintenir l’équilibre de l’azote dans l’écosystème et garantit que l’azote est disponible pour la croissance des plantes.