硝化作用由硝化細菌來執行，能將氨分兩階段最終轉化為硝酸。含氮化合物是否能有效轉化為硝酸，還是僅轉化為氨，主要取決于硝化細菌是否存在。如果有硝化細菌存在，它可以把氨氧化為亞硝酸（中間產物），以致硝酸（最終產物），從而獲得維生及繁殖的能源。
      硝酸是一種強酸性化學物質，溶解于純水中會導致pH下降。由于自然水體的緩沖作用系統也能適度抵消硝酸對pH的影響，所以少量的硝酸溶解其中，可能仍無法改變自然水的pH，但會削減對H＋緩沖容量。當硝酸的產量不斷增多時，緩沖作用系統逐漸失去緩沖H＋的功能，最終會導致pH下降。

      硝酸的產量會受到硝化作用強度的直接影響，即當硝化作用強度越強時，硝酸的產量也會因而增加。硝化作用強度又與氨的濃度、pH、溶氧量、溫度，以及硝化細菌數量等有關。例如，當氨的產量較多、高溶氧量，或溫度和pH適當時，通常會有較激烈的硝化作用，導致硝酸的產量大幅增加。因此，pH也會受到這些環境因子的間接影響而有降低之趨勢。