La fissazione biologica dell’azoto è catalizzata da un complesso di proteine chiamato complesso della nitrogenasi. I due componenti fondamentali di questo complesso sono la dinitrogenasi reduttasi e dinitrogenasi.
Nelle piante superiori l’azoto prelevato dall’ambiente attraverso le radici come ione nitrato viene trasportato e metabolizzato nella foglia, in presenza di enzimi endocellulari, fino alla forma ammoniacale utilizzata dai cloroplasti per la sintesi degli amminoacidi. Anche l’ammoniaca presente in atmosfera può essere utilizzata direttamente dopo l’assorbimento fogliare per il processo di sintesi delle proteine e aminoacidi, soprattutto quando è presente in concentrazioni ridotte.