Die Umsetzungen im Stickstoff-Kreislauf bewegen jährlich insgesamt 250-300 Mio. t Stickstoff, was aber nur ein Millionstel des Stickstoffs in der Atmosphäre ausmacht. Die erheblichen Emissionen von  gesundheitsgefährdenden Stickoxiden als Nebenprodukte von Verbrennungen (Kraftfahrzeuge) und die Emissionen von Ammoniak aus Düngemittelproduktion und Tierhaltung können zu Umweltproblemen führen. Die verschiedenen N-O- und N-H-Verbindungen können durch Stickstoffdeposition eine Eutrophierung (Überdüngung) von Böden und Gewässern bewirken. Durch Nitratauswaschung aus überdüngten Böden wird das Grundwasser belastet. Darüber hinaus wirken Stickoxide  als Säurebildner („Saurer Regen“).