細菌類は，多細胞生物とは異なるさまざまな化学変化を起こして生命を維持しており，物質の循環に重要な役割を果たしている。たとえば，タンパク質にふくまれる重要な成分である窒素も，主に細菌類のはたらきにより生態系の中を循環する。
　植物のマメのなかまの根には「根粒菌」という細菌類が共生している（図(a)）。根粒菌は，大気中の窒素を植物が利用できる窒素の化合物（無機養分）に変えるはたらきがある。一方，土中の細菌類の一部は，死がいにふくまれる窒素の化合物を気体の窒素にまで分解して，再び大気にもどすはたらきがある（図(b)）。