氮肥被認為是植物生長之中心營養元素，由根部吸收代謝成胺基酸，再合成蛋白質、核酸、核甘酸等有機氮物質，如果缺乏氮肥，老葉內之蛋白質開始水解產生胺基酸，供應新葉片，導致老葉之葉綠體破壞、減少葉綠素濃度而變黃。土壤中氮肥必須是銨態氮﹝NH4+─N﹞或銷酸態氮﹝NO3-─N﹞，才能被植物根吸收。除了水田或極酸土壤外，銨態氮容易被微生物氧化為硝酸態氮，故植物所吸收之氮幾乎全為硝酸態氮。銨態氮經吸收後，在根部即代謝成胺基酸或醯胺，再轉運至其他部位合成有機物，又吸收量有限制，所以無累積現象；硝酸態氮則主要運輸至葉片，利用光合作用固定之能量還原為銨態氮，再經代謝成胺基酸，植物可以一直吸收硝酸態氮，在低光照、低溫或缺鉬元素下，還原作用緩慢，吸收超量植物合成需要，致硝酸態氮在植物體內累積，人畜食用後，硝酸鹽﹝NO3-﹞可還原成亞硝酸鹽﹝NO2-﹞，因此造成潛在危害。
當人體吃下高硝酸鹽食物，在口腔內經硝酸還原菌還原成亞硝酸鹽，其毒性是硝酸鹽11倍，對一般微生物有極高毒性，故亞硝酸鉀與亞硝酸鈉被用於醃肉，除可保持紅肉色外，亦可抑制肉毒桿菌滋生，但亞硝酸鹽殘留不能超過15mg /kg。
世界衛生組織建議每個人每天攝取硝酸鹽不能高於225mg，亞硝酸鹽不能高於9.3mg。過量之亞硝酸鹽被胃吸收後，在血液中與血紅素作用，將血紅蛋白之Fe+2氧化成Fe+3，失去正常運送氧氣功能，使身體組織缺氧，皮膚呈藍色、盜汗及神智不清；硝酸鹽亦可使血紅蛋白硝基化，同樣失去輸氧功能。硝酸鹽另一危害是亞硝酸鹽可和體肉胺或醯胺形成亞硝基化合物，如亞硝胺，為強致癌、致畸變物質，成人和胎兒皆受影響。在碘含量高的水中，如硝酸鹽或硝酸鹽含量高，可發生地方性甲狀腺腫，且干擾維生素A之吸收與利用，導致維生素A缺乏症，一次攝取太多，則會使心動過快。所幸人體自有保護措施，當亞硝鹽進入胃後，胃酸使亞硝酸鹽很快質子化成HNO2，胃黏膜亦會分泌維生素C或蔬菜中之維生素C，可加速NO2-轉化、分解。
硝酸鹽也有好處，口腔內還原或唾液中之亞硝酸鹽，可殺死口中細菌；胃中之亞硝酸鹽可殺死一種致胃癌細菌，蔬菜內硝酸鹽可預防血栓症。素食者攝取硝酸鹽是葷食者之3倍，但胃癌死亡率卻較低。因此令人擔心的是以硝酸鈉或亞硝酸鈉醃製肉品，亞硝酸鹽可能與胺形成真正之致癌化合物─亞硝胺。
土壤中高氮肥是植物累積硝酸鹽主要因子，常用氮肥料含銨態氮者有硫酸銨、氯化銨和碳酸氫銨，硝態氮有硝酸銨、銷酸鈣，醯銨態氮有尿素，及NPK複合肥料等，施用含氮肥料超過一定量，反而使植物蛋白質降低，硝酸鹽含量遽增，如降低6~~10%施用量，硝酸鹽量可降低1~~1.4倍。因此必須合理施肥，以免多花錢又污染食物及環境。