Das Nitrat-Ion wird physiologisch schrittweise reduziert. Dabei spielen die Zwischenstufen Nitrit, NO und N₂O eine wichtige Rolle. Die Nitritreduktion kann dabei an Eisen-Häm-Zentren oder kupferhaltigen Enzymen (Trimer mit jeweils zwei benachbarten Cu-Atomen je Einheit) ablaufen.