Nitơ giúp duy trì sự đa dạng của đời sống thực vật, sự cân bằng giữa động vật chăn thả và động vật ăn thịt và các quá trình kiểm soát việc sản xuất và đạp xe của carbon và các khoáng chất đất khác nhau. Nó được tìm thấy ở nồng độ được kiểm soát trong nhiều hệ sinh thái, cả trên đất liền và trên biển. Việc đốt nhiên liệu hóa thạch từ các quá trình công nghiệp khác nhau sẽ bổ sung các hợp chất nitơ và oxit nitơ vào khí quyển, làm đảo lộn sự cân bằng của nitơ tự nhiên, gây ô nhiễm hệ sinh thái và làm thay đổi hệ sinh thái của toàn bộ khu vực.
Nồng độ oxit nitơ tăng trên toàn cầu thêm vào ảnh hưởng nhà kính, đang làm trái đất nóng lên đều đặn. Sự phóng thích các oxit nitric vào không khí với số lượng lớn gây ra khói bụi và mưa axit gây ô nhiễm bầu không khí, đất và nước và ảnh hưởng đến thực vật và động vật. Sự gia tăng nitơ và oxit nitơ là do ô tô, nhà máy điện và một loạt các ngành công nghiệp.
Khi oxit nitơ lọc vào đất, nó sẽ mất các chất dinh dưỡng như canxi và kali, rất cần thiết để duy trì sự cân bằng trong hệ sinh thái thực vật. Với sự mất mát của các hợp chất này, độ phì của đất giảm. Ngoài ra, đất trở nên có tính axit hơn đáng kể, cũng như các hệ thống suối và hồ khi nitơ ăn vào nguồn nước. Nitơ được vận chuyển với số lượng lớn từ các con sông vào cửa sông và vùng nước ven biển, nơi nó được coi là chất gây ô nhiễm.
Sự khó chịu này trong sự cân bằng của chu trình nitơ ảnh hưởng đến đa dạng sinh học. Thực vật đã thích nghi qua hàng triệu năm với đất đấu tranh nitơ thấp để tồn tại. Điều này ảnh hưởng đến các vi khuẩn và đời sống động vật phụ thuộc vào thực vật để làm thức ăn. Cuối cùng, con người bị ảnh hưởng. Sản lượng giảm từ thủy sản được cho là một phần do nitơ quá mức trong hệ sinh thái ven biển.
Sự gia tăng nồng độ nitơ rất khó theo dõi, nhưng các nhà khoa học từ Đại học Brown ở Rhode Island đang đo lường sự hiện diện của các đồng vị nitơ khác nhau để tìm nguồn nitơ ở các khu vực khác nhau. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng tỷ lệ nitơ-14 đến nitơ-15, dựa trên lõi băng lấy ở Greenland, đã thay đổi kể từ Cách mạng Công nghiệp. Với một kỷ lục về nitrat có từ năm 1718, sự thay đổi lớn nhất về tỷ lệ xảy ra giữa năm 1950 và 1980, sau khi phát thải nhiên liệu hóa thạch tăng nhanh.