反硝化作用是將呼吸鹽酸鹽還原成氣態N2O和N2。屬於異化硝酸鹽還原。大部分是由兼性厭氧菌完成的。它是壹個耦合產生能量的過程，但電子傳遞鏈短，只產生兩個ATP。
壹般來說，硝化作用是用來合成代謝中的物質，這些細菌是自養的；反硝化作用分解物質，這些細菌大部分是異養的，少數是兼性異養或自養的。