Majoriteten av kvävefixering utförs av prokaryoter . Specifikt kvävefixerande bakterier ansvarar för att konvertera atmosfäriskt kväve (n ₂ ) till en användbar form för andra organismer.

Det finns två huvudtyper av kvävefixerande bakterier:

* frittlevande kvävefixerande bakterier: Dessa bakterier lever i jorden och vatten och fixar kväve oberoende.

* Symbiotiska kvävefixerande bakterier: Dessa bakterier lever i ett ömsesidigt fördelaktigt förhållande med växter, som vanligtvis bildar knölar på rötter av baljväxter (t.ex. bönor, ärtor, linser).

Medan vissa andra organismer som cyanobakterier också kan fixa kväve, utförs majoriteten av kvävefixering i biosfären av dessa två grupper av bakterier.