ไนโตรเจนช่วยรักษาความหลากหลายของชีวิตพืชความสมดุลระหว่างสัตว์เลี้ยงและสัตว์กินเนื้อและกระบวนการที่ควบคุมการผลิตและขี่จักรยานของคาร์บอนและแร่ธาตุดินต่างๆ มันถูกพบในการควบคุมความเข้มข้นในระบบนิเวศต่าง ๆ ทั้งบนบกและในทะเล การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลจากกระบวนการอุตสาหกรรมต่าง ๆ จะเพิ่มสารประกอบไนโตรเจนและไนตรัสออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศซึ่งทำให้เสียสมดุลของไนโตรเจนธรรมชาติสร้างความเสียหายต่อระบบนิเวศและเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศน์ของทั้งภูมิภาค
ความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของไนตรัสออกไซด์ทั่วโลกส่งผลต่อภาวะเรือนกระจกซึ่งทำให้โลกร้อนขึ้นอย่างต่อเนื่อง การปล่อยไนตริกออกไซด์ขึ้นสู่อากาศในปริมาณมากทำให้เกิดหมอกควันและฝนกรดซึ่งก่อให้เกิดมลพิษในชั้นบรรยากาศดินและน้ำและส่งผลกระทบต่อพืชและสัตว์ การเพิ่มขึ้นของไนโตรเจนและไนตรัสออกไซด์เกิดจากรถยนต์โรงไฟฟ้าและอุตสาหกรรมที่หลากหลาย
เมื่อไนตรัสออกไซด์กรองลงในดินมันจะสูญเสียสารอาหารอย่างเช่นแคลเซียมและโพแทสเซียมซึ่งจำเป็นต่อการรักษาสมดุลในระบบนิเวศของพืช กับการสูญเสียของสารเหล่านี้ความอุดมสมบูรณ์ของดินลดลง นอกจากนี้ดินจะมีความเป็นกรดมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเช่นเดียวกับระบบการสตรีมและทะเลสาบเมื่อไนโตรเจนป้อนเข้าสู่แหล่งน้ำ ไนโตรเจนถูกขนส่งในปริมาณมากจากแม่น้ำไปยังปากแม่น้ำและพื้นที่ชายฝั่งทะเลซึ่งถือว่าเป็นมลพิษ
ความไม่พอใจในความสมดุลของวัฏจักรไนโตรเจนส่งผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพ พืชที่ดัดแปลงมานานหลายล้านปีเพื่อต่อสู้กับดินไนโตรเจนต่ำเพื่อความอยู่รอด สิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อจุลินทรีย์และชีวิตสัตว์ที่ขึ้นอยู่กับพืชเป็นอาหาร ในที่สุดมนุษย์ก็ได้รับผลกระทบ การส่งออกที่ลดลงจากการประมงเป็นส่วนหนึ่งของไนโตรเจนที่มากเกินไปในระบบนิเวศชายฝั่ง
การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของไนโตรเจนนั้นยากต่อการติดตาม แต่นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบราวน์ในโรดไอส์แลนด์กำลังตรวจวัดการมีไอโซโทปไนโตรเจนที่แตกต่างกันเพื่อค้นหาแหล่งที่มาของไนโตรเจนในพื้นที่ต่าง ๆ นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าอัตราส่วนไนโตรเจน -14 ต่อไนโตรเจน -15 ซึ่งขึ้นอยู่กับแกนน้ำแข็งที่ถ่ายในกรีนแลนด์นั้นเปลี่ยนไปนับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม ด้วยบันทึกของไนเตรตย้อนกลับไปถึงปี 1718 การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่สุดในอัตราส่วนนั้นเกิดขึ้นระหว่างปี 1950 และ 1980 หลังจากการปล่อยเชื้อเพลิงฟอสซิลเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว