Denitrifikation är en mikrobiellt underlättad process där nitrat (NO3−) reduceras och i slutändan producerar molekylärt kväve (N2) genom en serie av mellanliggande gasformiga kväveoxidprodukter. Fakultativa anaeroba bakterier utför denitrifikation som en typ av andning som reducerar oxiderade former av kväve som svar på oxidationen av en elektrondonator som organiskt material. Denitrifikation sker mest vid suboxiska förhållanden, det vill säga vid pE-värden 3,4-8,5 när pH-värdet är 7. Vanligen sker denna reaktion i våtmarker, sjösediment eller vattenmättad åkermark.