硝化作用（）是一个生物用氧气将氨氧化为亚硝酸盐继而将亚硝酸盐氧化为硝酸盐的作用。将氨降解为亚硝酸盐的步骤常常是硝化作用的限速步骤。硝化作用是土壤中氮循环的重要步骤。这一过程由俄国微生物学家谢尔盖·尼古拉耶维奇·维诺格拉茨基发现。
微生物学与生态学.自氨氧化为亚硝酸盐的过程是由两群微生物完成：氨氧化细菌（AOB）与氨氧化古菌（AOA）。氨氧化细菌可在变形菌门的β-变形菌纲与γ-变形菌纲中找到。目前，只分离与发现了一种氨氧化古菌——亚硝化侏儒菌属 。研究最多的土壤中的氨氧化细菌属于亚硝