合成氨是人类有效利用氮气的主要途径，但要求很高。近年来，人们正在努力了解植物固氮的机制，并努力用化学方法模拟生物固氮，以便在温和的条件下开发和利用空气中的氮资源。
高纯氮气主要用于合成氨，反应式为N+3H=2NH（条件为高压、高温和催化剂。反应为可逆反应）或合成纤维（尼龙、腈纶）、合成树脂、合成橡胶等重要原料。氮是一种营养物质，也可用于制作化肥。例如：碳酸氢铵NH4HCO3、氯化铵NH4Cl、硝酸铵NH4NO3等。
由于氮的化学惰性，它通常被用来保护气体，如水果、食物和灯泡。为了防止某些物体在暴露在空气中时被氧气氧化，用氮气填充粮仓，使粮食不发霉、不发芽，并长期保存。液氮也可用作深度冷冻剂。
作为冷冻剂，常用于医院除斑、包、豆类等手术，即斑点、包、豆类冷冻，但容易出现疤痕，不建议使用。高纯氮气用作色谱仪等仪器的载气。用作铜管的光退火保护气体。与高纯氦和高纯二氧化碳一起用作激光切割机的激光气体。
高纯氮气也被用作食品保存和保护气体。在化工行业，氮气主要用于保护气体、更换气体、洗涤气体和安 全保护气体。用作铝制品、铝型材加工、铝轧制等保护气体。用作回流焊和峰值焊的保护气体，提高焊接质量。用作浮法玻璃生产过程中的保护气体，防止锡槽氧化。
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