Nitrogen merupakan bagian pokok dari tanaman hidup. Nitrogen sebagai satuan fundamental dalam protein, asam nukleat, klorofil, dan senyawa organik lainnya. Protein merupakan penyusun utama protoplasma. Fungsinya sebagai bagian vital berbagai enzim merupakan petunjuk kepentingan sentralnya dalam seluruh proses           metabolisme dalam tanaman.
            Ditinjau dalam segi fisiologis, nitrogen mempunyai peranan antara lain dalam:
       a.      Reduksi Metabolik Nitrat
Nitrogen diserap tanaman dari dalam tanah dalam bentuk ion nitrat dan ammonium. Nitrat diserap akar tanaman akibat proses transpirasi menuju ke bagian daun, sehingga asimilasi nitrat pada tanaman tingkat tinggi umumnya terjadi di bagian daun, walaupun asimilasi juga terjadi di bagian lain tanaman seperti pada akar tanaman. Setelah diserap tanaman, di dalam akar nitrat (NO3-) direduksi menjadi nitrit (NO2-), dan selanjutnya di daun nitrit diubah menjadi ammonia (NH3).
      b.      Asimilasi Amonia
Amonia dihasilkan dalam sel tanaman melalui fotorespirasi dan siklus oksidasi karbon, atau juga dari proses degradsi metabolic dari cadangan protein selama berlangsungnya perkecambahan biji-biji tertentu. Asimilasi amonia terjadi dengan cepat. Asimilasi amonia pada sebagian besar tanaman menjadi asam glutamate (glutamic acid) yang berfungsi sebagai bahan dasar biosintesis asam amino dan asam-asam nukleat. Langkah pertama dalam proses biosintesis adalah terjadinya reaksi transaminasi yang diaktifkan oleh enzim transaminase yang menghasilkan bentuk asam amino baru (asam aspartat) dan asam keto. Asam aspartate selanjutnya diubah menjadi aspargin yang merupakan suatu amida yang bersama-sama dengan sejumlah kecil asam amino sebagai bentuk nitrogen yang akan ditranslokasikan dari phloem ke bagian jaringan tanaman lainnya.
Kekurangan unsur hara nitrogen dalam tanaman dapat menyebabkan terhambatnya pembelahan sel, sebagai akibatnya pertumbuhan tanaman juga terhambat. Apabila pasokan nitrogen mencukupi, daun tanaman akan tumbuh besar dan memperluas permukaan daun yang tersedia untuk proses fotosintesis. Pasokan nitrogen yang tinggi mempercepat perubahan karbohidrat menjadi protein dan kemudian diubah menjadi protoplasma. Sedangkan sebagian kecil digunakan untuk menyusun bahan dinding sel, terutama karbohidrat bebas nitrogen seperti kalsium pekat, selulosa, dan lignin berkadar nitrogen rendah.
Pengaruh nitrogen lebih dalam meningkatkan bagian protoplasma dibandingkan bagian bahan dinding sel, yang mengakibatkan peningkatan ukuran sel, sehingga daun dan batang tanaman menjadi lebih sukulen dan lunak (kurang keras). Di samping itu juga meningkatkan bagian air sebagai akibat meningkatnya kandungan air dalam protoplasma dan mengurangi bagian kalsium karena penambahan kalsium tidak sebanding lagi dengan penambahan bagian lain dari bahan dinding sel.
Kahat atau kekurangan senyawa protein (kelebihan karbohidrat) menyebabkan peningkatan nisbah C/N, dan meningkatkan kandungan selulosa dan lignin. Akibatnya memberan sel menebal dan meningkatkan jaringan-jaringan berlignin, sehingga terjadi pematangan lebih awal. Umumnya ditunjukkan dengan profil tanaman yang tampak kecil, kering, tidak sukulen, keras, dan sudut daun terhadap batang sangat runcing.
Nitrogen memegang peranan penting sebagai penyusun klorofil, yang menjadikan daun berwarna hijau. Warna daun merupakan petunjuk tinggi rendahnya kadar nitrogen dalam tanaman. Kandungan nitrogen yang tinggi menjadikan warna daun lebih hijau dan mampu bertahan lebih lama, sehingga untuk sejumlah tanaman menyebabkan keterlambatan pematangan (fase vegetative lebih lama sehingga memperlambat fase reproduksi), dan mempengaruhi produksi tanaman. Tanaman yang kahat nitrogen memperlihatkan warna daun kuning pucat sampai hijau kemerahan akibat kekurangan zat hijau daun (klorofil), sedangkan apabila kelebihan nitrogen, warna daun menjadi hijau kelam.

Di dalam tanaman nitrogen bersifat mobile, sehingga jika pasokan nitrogen dari dalam tanah kurang, maka jaringan tanaman yang masih aktif tumbuh akan mengambil nitrogen dari jaringan tua, akibatnya gejala kahat nitrogen (klorosis) yang pertama Nampak adalah pada daun-daun tua (bawah).