Denitrifikation, eine unter anaeroben Bedingungen ablaufende enzymatische Reduktion von Nitrat über Nitrit und Distickstoffoxid zu elementarem Stickstoff durch Denitrifikanten. In Abwesenheit von Sauerstoff nutzen Denitrifikanten Nitrat als Wasserstoff- bzw. Elektronenakzeptor für die Energiegewinnung durch Elektronentransportphosphorylierung (anaerobe Atmung). Die an der D. beteiligten dissimilatorischen Nitrat- und Nitritreduktasen sind partikelgebunden und werden unter aeroben Bedingungen induziert. Sauerstoff reprimiert ihre Bildung. Von einigen Denitrifikanten kann neben Nitrat auch Nitrit als Wasserstoffakzeptor verwendet werden.
Die bakterielle D. führt in schlecht durchlüfteten Ackerböden zu Stickstoffverlusten. Dabei kann sich auch Nitrit anreichern, das über das Grundwasser in das Trinkwasser gelangt. Die Nitritbildung in nitrathaltigen Nutzpflanzen (z.B. Spinat) kann unter ungünstigen Bedingungen Lebensmittelvergiftungen bewirken. Bei der anaeroben Abwasserbehandlung kann durch denitrifizierende Bakterien der Stickstoffanteil im Abwasser und Faulschlamm verringert werden (Nitratatmung, Nitratammonifikation).