生物硝化作用是一個重要的自然和工業過程，主要涉及氨在有氧條件下被微生物氧化形成硝酸的過程。這一過程分為兩個主要階段：
銨氧化成亞硝酸。這一階段主要由亞硝酸細菌催化完成，氨被氧化為亞硝酸。
亞硝酸氧化成硝酸。在這一階段，亞硝酸被硝化細菌氧化為硝酸。
硝化細菌廣泛存在於自然界中，如土壤、水體和污水處理系統中，對維持地球物質循環平衡和環境保護具有重要作用。例如，在污水處理中，硝化細菌能降低水中的氨氮和亞硝酸鹽濃度，防止水生生物受到有害物質的傷害。此外，硝化細菌還能提高土壤肥力，增加植物可利用的氮素營養。在工業環境中，硝化細菌用於處理含有氨氮等污染物的廢水，降低水體污染程度。