Cố định nitơ là một quá trình mà cây họ đậu sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời để chuyển nitơ trong khí quyển thành dạng có thể sử dụng được cho cây trồng.Quá trình cố định nitơ xảy ra theo hai giai đoạn: phụ thuộc ánh sáng và phụ thuộc tối.Trong giai đoạn phụ thuộc vào ánh sáng, quá trình quang hợp chuyển carbon dioxide thành glucose và oxy.Glucose sau đó được chuyển thành UDP-glucose, đây là nguồn năng lượng chính để cố định nitơ.Trong giai đoạn phụ thuộc tối, năng lượng này được sử dụng để chuyển hóa khí N2 thành NH3 và H2O.
Để cây họ đậu cố định nitơ, chúng cần được tiếp cận với ánh sáng mặt trời, nước và các chất dinh dưỡng trong đất như phốt pho và kali.Các loại đậu cũng cần một gen gọi là NifA giúp chúng cố định nitơ.Nếu không có gen này, cây họ đậu sẽ không thể cố định nitơ và sẽ chết vì đói hoặc bệnh tật.
Cố định đạm là một quá trình quan trọng đối với sự phát triển của thực vật vì nó cho phép thực vật phát triển đủ lớn để sản xuất cây lương thực mà không cần phải phụ thuộc vào các dạng phân bón khác như phân chuồng hoặc phân hóa học.Nó cũng giúp giảm ô nhiễm môi trường do nitrat trong nguồn cung cấp nước.
