移提供了足够的能量破坏每个氮分子的三键中的任一个化学键。由于分离结合了氮的固氮酶晶体较为困难，固氮酶固氮的确切催化机理现在仍不明晰。而产生这种困难的原因在于MoFe蛋白的静息态不能与氮结合且催化该反应需要至少转移三个电子。固氮酶还能还原乙炔，也能被一氧化碳抑制（两者能完全反应）， 阻碍了氮分子与活性中心的接触。氮分子能阻止乙炔的结合，但乙炔不能阻止氮分子的结合并且只需要一个电子进行还原。所有固氮酶都具有一个含铁和硫的辅因子（包括活性区域中的一个四聚体，例如FeMoCo）。在大多数固氮酶中，这个异金属