在自然生态系统中，硝化细菌是一类非常重要的微生物，它们具有将氨氧化成硝态氮的功能。氨是一种常见的有机化合物，在动植物的代谢过程中产生，也可以通过人工合成得到。氨氧化后，硝态氮进入土壤、水体等环境中，为植物的生长提供必要的氮源，同时也维持了地球生态环境的平衡。
硝化细菌主要生活在土壤、水体、海洋等环境中，同时也有少量硝化细菌寄生在一些动植物体内。它们最适合生长的环境是温度在20-35℃，pH值在7-8之间，缺氧或微氧环境下生长更适合。
硝化细菌在自然界中具有非常重要的作用，它们参与了指标物质的氮循环和能量流转过程。对于农田种植环节而言，硝化细菌的生长和繁殖有助于促使氨被转化为可供作物吸收和利用的硝酸盐、亚硝酸盐等化合物。同时，硝化细菌在生物污水处理等过程中也起到了重要的作用。