豆科植物中寄生有根瘤菌，它含有固氮酶，能使空氣里的氮氣轉(zhuǎn)化為氮的化合物。固氮酶的作用可以簡述如下：
除豆科植物的根瘤菌外，還有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋桿菌、一些原核低等植物——固氮藍(lán)藻、自生固氮菌體內(nèi)都含有固氮酶，這些酶有固氮作用。這一類屬自然固氮的生物固氮。
閃電能使空氣里的氮氣轉(zhuǎn)化為一氧化氮，一次閃電能生成80～1500kg的一氧化氮。這也是一種自然固氮。自然固氮遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。