Azot z gleby może być pobierany przez rośliny szybko lub wolno. Azot może być też tracony. Może wymywać się w głąb gleby, ale może też ulatniać się do atmosfery.
W glebie nawozy azotowe, za wyjątkiem mocznika, ulegają rozpadowi na jony amonowe lub saletrzane (azotanowe), lub też w przypadku zastosowania saletry amonowej na jedne i drugie. Jon amonowy może być zatrzymywany w glebie, co zapobiega jego wymyciu w głębsze warstwy oraz może ulegać przemianie do jonu saletrzanego. Z kolei jon saletrzany może być wymywany w głąb gleby oraz może ulegać przemianom do tlenków azotu i azotu cząsteczkowego i w taki sposób jest tracony. Zarówno jon amonowy, jak i saletrzany są pobierane przez rośliny i mikroorganizmy glebowe.
Zatrzymywanie jonu amonowego w glebie prowadzi do zwiększenia ilości jonów wodorowych w roztworze, co przyczynia się do wzrostu wartości kwasowości gleby. Pogłówne zastosowanie nawozów amonowych może więc prowadzić do silnego związania jonu amonowego w wierzchniej warstwie gleby, co uniemożliwia jego pobranie przez głębiej sięgające korzenie roślin.
Pobieranie jonu amonowego przez rośliny również wiąże się z oddaniem do środowiska glebowego równoważnych ilości jonów wodoru, co prowadzi do zakwaszenia gleby, dlatego też nawozy amonowe są nawozami fizjologicznie kwaśnymi.
O stopniu zakwaszenia środowiska glebowego przez poszczególne nawozy azotowe informuje tzw. równoważnik kwasowy, czyli taka ilość węglanu wapnia, która jest w stanie zneutralizować zakwaszające działanie 100 kg konkretnego nawozu.
Siarczan amonu posiadając najwyższy równoważnik kwasowy (110 kg CaCO3) w największym stopniu zakwasza glebę. Dla saletry amonowej równoważnik kwasowy wynosi 61 kg CaCO3, natomiast dla mocznika – 82 kg CaCO3.
Forma amonowa azotu ulega w glebie utlenieniu do jonów azotanowych. Największa aktywność bakterii biorących udział w tym procesie ma miejsce w glebach o odczynie zbliżonym do obojętnego oraz zasobnych w fosfor. Optymalna temperatura do przeprowadzenia tego procesu waha się w przedziale od 25 do 35°C. Proces ten zachodzący w okresie wegetacji przyspiesza pobieranie azotu przez rośliny, z kolei jego występowanie poza okresem wegetacji roślin prowadzi do strat azotu, poprzez wymywanie jonu saletrzanego w głębsze warstwy gleby.
Jon saletrzany w warunkach beztlenowych ulega przemianie do tlenków azotu i azotu cząsteczkowego. Proces ten z rolniczego punktu widzenia jest niekorzystny, ponieważ prowadzi do obniżenia wykorzystania azotu przez rośliny, przyczyniając się do gazowych strat tego pierwiastka. Z kolei mocznik, w odróżnieniu do pozostałych nawozów azotowych, ulega w glebie hydrolizie pod wpływem enzymu ureazy, wydzielanego przez bakterie i grzyby. Proces ten zachodzi najintensywniej w temperaturze 20 – 25°C. Aby ograniczyć straty azotu obecny na rynku mocznik granulowany zawiera między innymi inhibitor ureazy, spowalniający ten proces.
