Bakterie te przeprowadzają proces nitryfikacji – utleniają amoniak do azotanów przez azotyny.
Bakterie z rodzaju Nitrosomonas – utleniający amoniak NH3 do kwasu azotowego(III) zgodnie z reakcją:
2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + energia chemiczna
Następnie energię uwolnioną wykorzystują do asymilacji CO2 według wzoru:
6CO2 + 6H2O + energia → C6H12O6 + 6O2
Bakterie z rodzaju Nitrobacter – utleniają kwas azotowy(III) do kwasu azotowego(V), zgodnie z równaniem:
