微生物分解有機含氮化合物釋放出氨的過程。土壤中的有機含氮化合物主要為蛋白質、多肽、核酸、肽聚糖、幾丁質等，也有少量水溶性有機含氮化合物，如氨基酸、氨基糖和尿素等。蛋白質及多肽通常占有機含氮化合物總量的20％～50％，氨基糖占5％～10％。除可溶性氨基酸外，這些物質都不能被植物直接吸收，必須經過微生物分解，將氨釋放出來，才能供植物利用。
大部分土壤細菌、真菌和放線菌能分解有機含氮化合物。細菌中氨化作用較強的有假單胞菌屬、芽芽孢桿菌屬、梭菌屬、沙雷氏菌屬及微球菌屬中的一些種。這些能分解有機含氮化合物產生氨的細菌統稱氨化細菌，一般每克土壤中含105～107個（平板法）。真菌中分解有機含氮化合物能力強的有毛黴屬、根黴屬、曲黴屬、青黴屬及交鏈孢黴等屬中的許多種。有不少放線菌能參與較難分解的有機含氮化合物的分解。
微生物分解有機含氮化合物是由分泌在體外的水解酶將大分子水解成小分子。例如蛋白質被分解時，先由分泌至胞外的蛋白酶將蛋白質水解成氨基酸。核酸被分解時，由核酸水解酶降解為氨基酸、磷酸、尿素和氨，尿素再由脲酶分解為氨和二氧化碳。
氨基酸可進入微生物細胞，作為微生物的氮源及碳源。它在微生物體內或體外被分解時，以脫氨基的方式產生氨。如
① 水解脫氨：
② 還原脫氨：
③ 氧化脫氨：
在脫氨的同時，產生有機酸、醇或碳氫化合物以及二氧化碳等。具體途徑和產物隨作用的底物、微生物種類以及環境條件而異。
氨作為微生物的代謝產物釋放出來，一部分被植物吸收，一部分被土壤顆粒吸附，另一部分被其他微生物吸收利用。如果土壤中的碳氮比(C：N)大於25：1，碳源和能源充足，微生物將迅速生長，充分利用氨合成細胞物質，把氨固定起來。在這種情況下，微生物常與植物爭奪無機氮。如果土壤中的碳氮比小於25：1，微生物的生長和細胞物質的合成，因受可利用碳源的限制，使氨能有剩餘，可供植物利用。微生物死亡後，其所吸收固定的氮，經細胞的分解再被釋放出來。
土壤中氨化作用的強弱除與有機含氮化合物的數量有關外，還受土壤環境條件的影響。在水分適宜、通氣良好的中性土壤中，氨化作用能正常進行，作用的速度隨溫度的升高而加強。另外，土壤中的通氣狀況不同，參與氨化作用的微生物種類就不同，最終產物也不一樣。通氣良好時，主要由好氣微生物作用，最終產物為氨；在通氣不良的條件下，由厭氣微生物作用，最終產物為氨和胺。