Dans l’atmosphère, l’azote se trouve sous sa forme diatomique (N₂). En effet, l’atmosphère est composé à 79 % de cette molécule. Les organismes vivants ont besoin d’azote pour fabriquer des protéines et des acides nucléiques. Or ils ne peuvent pas l’utiliser sous cette forme. Ces organismes ont besoin de ce qu’on nomme l’azote fixé. Dans la molécule d’azote fixée, les atomes d’azote sont liés à d’autres atomes comme par exemple l’hydrogène dans l’ammoniac (NH₃ ) ou encore l’oxygène dans les ions nitrates (NO₃^–).

En mer, le cycle de l’azote se caractérise par trois processus de base qui sont impliqués dans le recyclage de l’azote:

• La fixation de l’azote diatomique N₂. La fixation de l’azote correspond la conversion de l’azote atmosphérique en azote utilisable par les plantes et les animaux. Elle est possible grâce à certaines bactéries présentes dans l’eau appelées aussi cyanobactéries. Elles sont capables d’assimiler l’azote diatomique N_{2.
  Dans les sols où le pH est élevé, les ions ammonium se transforment en ammoniac.}
  
  
• La nitrification. La nitrification transforme les produits de la fixation en NO₂^–  puis en NO₃^{– .} C’est une réaction d’oxydation qui est effectuée par des bactéries.
  puis : 
• La dénitrification. Elle permet à l’azote de retourner sous sa forme moléculaire N₂ . Elle est réalisée par des bactéries. Elle émet du CO2 et aussi du protoxyde d’azote (N₂O), gaz à effet de serre 200 fois plus puissant que le CO₂.
  

Nous pouvons voir que l’azote interagit avec le milieu aquatique sous forme de cycle. Ainsi, la concentration en nitrates de la mer est constante si on ne considère pas les activités humaines.
Mais justement, l’homme vient déséquilibrer ce cycle par ses activités. Les activités agricoles, notamment de l’épandage d’engrais azoté d’origine minérale ou organique, rejettent des nitrates. En Bretagne, un tiers de l’azote épandu est de l’engrais azoté minéral, les deux tiers restants proviennent d’engrais organiques issus des déjections des animaux ( vaches 57%, porcs 31%, volailles 12%).

Ainsi, la mer est plus riche en nitrates et la dénitrification ne parvient pas à rééquilibrer ce cycle. En conséquences, les algues captent ce surplus de nitrates et prolifèrent de façon exponentielle.