Le processus de conversion réduit d'azote (comme l'ammoniaque ou d'ammonium) à ses formes plus oxydés (des ions nitrate ou de nitrite). C'est un processus en deux étapes, avec chaque étape effectuée par des groupes de bactéries. La première étape est l'oxydation de l'ammoniac en nitrite, et la seconde est l'oxydation de nitrite en nitrate.