土壤中氮素的转化和土壤有机质的转化密切相关。土壤有机质的矿质化过程伴随着土壤有机态氮的无机化过程，此外，土壤氮素还存在不同无机态氮之间的相互转化过程和土壤氮与大气中氮的交换过程。

　　土壤中不同形态氮素之间转化有：

　　（1）氨化作用。含在土壤有机物中的氮素，主要以氨基或亚氨基的形式存在，要使这些氮素释放出来，首先要使氮有机物解体，然后再以氨基形态从有机物分子上，以氨或铵形态脱出氮素。这一转化过程由一类叫氨化细菌的微生物进行，而这种由含氮有机物经微生物分解产生氨的作用，称氨化作用。（2）硝化作用。这是把氨态氮氧化为硝态氮的过程。一般认为，进行这一作用的主要有两种微生物，即亚硝化杆菌和硝化细菌，前者能把土壤中的铵氧化为亚硝酸，后者能把亚硝酸氧化为硝酸。硝化作用要求的主要条件是土壤通气，中性到弱碱性反应和有充分的钙等矿质营养。土壤一经淹水，硝化作用即停止。土壤pH值如超过8.5，则亚硝化作用可继续进行而硝化作用很弱，故这类土壤中会有一定量的亚硝酸盐积累。

　　（3）固氮作用。由各种生物把大气中的分子态氮固定成无机氮化物的作用叫固氮作用。耕地土壤中进行的固氮作用，主要有豆科作物根瘤的共生固氮，自生固氮细菌的非共生固氮及水面生物绿萍、蓝藻的共生固氮作用。在固氮条件较有利的情况下，每亩豆科作物每年约可固氮6～21公斤。

　　（4）淋失作用。土壤中存在的和不断产生的无机氮都属水溶性，因而能随水流失。在热带多雨地区，水田，沙性土壤及水土易流失地区，氮的淋失量不可忽视。常常因此而影响土壤速效氮的供应，影响作物的生长。如某些滨海盐砂土地区，当对水稻田大量施用土壤难以吸附的硝态氮肥或尿素时，淋失现象即较严重，可达施入量的20％～30％。淋失作用造成河水中无机氮的增加，被认为是水体富营养化和环境污染的一个因素。

　　（5）挥发作用。土壤中存在的铵态氮，在一定条件下能以气态氨形式逐步挥发至空气中，而由脱氮作用形成的氮气、氧化氮的损失途径也是挥发。在大量应用挥发性氮肥的地区，其氮素损失主要由挥发引起，严重的可达施用量的1/3。