Återföringen av kväve från levande organismer tillbaka till atmosfären uppnås genom en process som kallas denitrifikation. Denitrifiering utförs av vissa mikroorganismer, såsom bakterier och archaea, som använder nitrater som elektronacceptor under andning. Dessa mikroorganismer omvandlar nitrater till kvävgas, som släpps ut i atmosfären.

Denitrifikation sker vanligtvis i miljöer med låga syrehalter, såsom vattensjuka jordar, våtmarker och komposthögar. Det är en viktig process i kvävets kretslopp, eftersom det hjälper till att upprätthålla balansen av kväve i ekosystemet och ser till att kväve är tillgängligt för växttillväxt.