I batteri che fissano l'azoto convertono il gas dell'azoto atmosferico, che è quasi inerte, in composti solidi dell'azoto che possono essere assorbiti dalle piante. Questi batteri aiutano a fertilizzare le piante.
L'azoto non può essere usato dalla maggior parte degli organismi a meno che non sia combinato o "fissato" con altri elementi per formare composti azotati. La fissazione dell'azoto avviene in natura a causa di fulmini o batteri che fissano l'azoto.
Esistono due ampi gruppi di batteri che fissano l'azoto. Il primo gruppo comprende i batteri viventi che non sono attaccati a nessuna pianta in particolare e si trovano nel terreno o nell'acqua. Esempi di questo gruppo includono i generi Clostridium e Azotobacter, così come alcune alghe blu-verdi. Il secondo gruppo include batteri che vivono sulle radici di alcuni legumi. Questo è composto da batteri del genere Rhizobium, che vivono in noduli trovati sulla radice delle piante.
La relazione tra la pianta e i batteri è simbiotica. La pianta fornisce cibo ai batteri. I batteri aiutano a fertilizzare il terreno in cambio formando composti di ammonio attraverso la fissazione dell'azoto atmosferico. I composti sono secreti nel terreno, dove possono essere assorbiti dai legumi, così come altre piante che crescono nella stessa area.