能使大气中的氮还原为氨的酶。由两种含金属的蛋白质组成，一为铁蛋白，一为钼铁蛋白。根瘤菌、蓝藻和土壤中的各种固氮菌都有固氮酶的活性，在常温、常压下进行固氮。在自然界中，植物生长所需的主要氮源，除人工施肥外，大多是通过这些微生物的固氮酶的作用所提供的。