Biologiczne wiązanie azotu (N) atmosferycznego stanowi jeden z ważniejszych procesów zachodzących w przyrodzie. Ocenia się, że dzięki niemu jest wiązane 58 milionów ton azotu rocznie w naturalnych ekosystemach lądowych i kolejne 60 milionów ton N w agroekosystemach. Z chemicznego punktu widzenia proces ten pozwala na przemianę bardzo mało reaktywnego i w związku z tym nieprzyswajalnego dla roślin azotu cząsteczkowego (N₂) do zredukowanej jego formy (amoniaku). Zachodzi on przy udziale wyspecjalizowanych mikroorganizmów, tzw. bakterii brodawkowych, żyjących w symbiozie z roślinami bobowatymi, oraz obecnych w glebie bakterii wolnożyjących. Ich wspólną cechą jest posiadanie złożonego układu enzymatycznego, w którym najważniejsza jest nitrogenaza – enzym katalizujący bezpośrednio redukcję cząsteczki azotu. Nie zaobserwowano przy tym uniwersalnego gatunku bakterii, który byłby w stanie tworzyć symbiozę ze wszystkimi roślinami bobowatymi.

Ilość azotu wiązanego symbiotycznie zależy przede wszystkim od gatunku uprawianej rośliny i od czynników środowiska (pH, wilgotności, temperatury, zawartości składników pokarmowych i obecności związków toksycznych). Generalnie wieloletnie rośliny bobowate wiążą na ogół znacznie więcej N₂ niż jednoroczne, na przykład koniczyny do 350 kg N/ha, a lucerna do 400 kg N/ha. Po uprawie roślin bobowatych w czystym siewie może pozostać w glebie, w przeliczeniu na jeden hektar, 15-30 kg azotu działającego (po przyoraniu resztek pożniwnych) i 27-77 kg (po przyoraniu całych roślin na zielony nawóz).