Prosessen med å konvertere redusert nitrogen (for eksempel ammoniakk eller ammonium) til sin mer oxidized skjemaer (uten nitritt eller nitrat ioner). Det er en totrinnsprosess, med hvert trinn som er utført av distinkte grupper av bakterier. Det første trinnet er Oksidasjon av ammoniakk til nitritt, og andre er Oksidasjon av nitritt til nitrat.