Bacteriile care fixează azot convertesc azotul atmosferic, aproape inert, în compuși de azot solid care pot fi apoi absorbiți de plante. Aceste bacterii ajută la fertilizarea plantelor.
Azotul nu poate fi utilizat de majoritatea organismelor decât dacă este combinat cu sau este "fixat" cu alte elemente pentru a forma compuși azotați. Fixarea în azot are loc în natură fie din cauza fulgerului, fie a bacteriilor de fixare a azotului.
Există două grupuri largi de bacterii de fixare a azotului. Primul grup include bacteriile libere care nu sunt atașate la nici o plantă în particular și se găsesc în sol sau în apă. Exemplele acestui grup includ genurile Clostridium și Azotobacter, precum și unele alge albastre-verzi. Al doilea grup include bacterii care trăiesc pe rădăcinile anumitor leguminoase. Aceasta constă din bacterii din genul Rhizobium, care trăiesc în noduli găsiți pe rădăcina plantelor.
Relația dintre plante și bacterii este una simbiotică. Planta furnizează bacteriile cu hrană. Bacteriile ajută la fertilizarea solului în schimb prin formarea de compuși de amoniu prin fixarea azotului atmosferic. Compușii sunt secretați în sol, unde pot fi absorbiți de legume, precum și alte plante care se dezvoltă în aceeași zonă.