Nitrificatie is, in de natuur, de biologische oxidatie in de bodem van de stikstofverbinding ammonium tot de stikstofverbinding nitriet, gevolgd door de oxidatie van dit nitriet tot de stikstofverbinding nitraat. Dit ammonium komt gedeeltelijk van stikstoffixatie door symbiotische wortelbacteriën van het bacteriegeslacht Rhizobium, en gedeeltelijk van biologische afbraak van, in organisch materiaal aanwezige, eiwitten door vrijlevende bodembacteriën (reducenten).
Nitrificatie is een belangrijke stap in de stikstofkringloop van ecosystemen, waarbij de in dood organisch materiaal vastgelegde stikstof weer beschikbaar komt voor de levende planten.