Dusík pomáha udržiavať rozmanitosť rastlinného života, rovnováhu medzi pasúcimi sa zvieratami a predátormi a procesmi, ktoré kontrolujú produkciu a cyklovanie uhlíka a rôznych pôdnych minerálov. Nachádza sa v kontrolovaných koncentráciách v mnohých ekosystémoch, tak na súši, ako aj na mori. Spaľovaním fosílnych palív z rôznych priemyselných procesov sa do atmosféry pridávajú zlúčeniny dusíka a oxidu dusného, čo narúša rovnováhu prírodného dusíka, znečisťuje ekosystémy a mení ekológiu celých regiónov.
Zvýšené koncentrácie oxidu dusného globálne prispievajú k skleníkovému efektu, ktorý neustále otepľuje Zem. Uvoľňovanie oxidov dusnatých do vzduchu vo veľkých množstvách spôsobuje smog a kyslé dažde, ktoré znečisťujú atmosféru, pôdu a vodu a ovplyvňujú rastliny a zvieratá. Nárast dusíka a oxidu dusného je spôsobený automobilmi, elektrárňami a celým radom priemyselných odvetví.
Keď sa oxidy dusíka filtrujú do pôdy, stráca výživné látky ako vápnik a draslík, ktoré sú nevyhnutné na udržanie rovnováhy v rastlinných ekosystémoch. So stratou týchto zlúčenín úrodnosť pôdy klesá. Pôdy sa tiež stávajú výrazne kyslejšie, ako sú to napríklad tokové systémy a jazerá, keď sa dusík dodáva do vody. Dusík sa prepravuje vo veľkých množstvách z riek do ústí riek a pobrežných vôd, kde sa považuje za znečisťujúcu látku.
Toto narušenie rovnováhy cyklu dusíka ovplyvňuje biologickú diverzitu. Rastliny, ktoré sa po milióny rokov prispôsobili pôde s nízkym obsahom dusíka, sa snažia prežiť. To zasa ovplyvňuje mikróby a život zvierat, ktoré závisia od rastlinných potravín. Nakoniec sú postihnutí ľudia. Pokles produkcie z rybného hospodárstva sa považuje za čiastočne spôsobený nadmerným obsahom dusíka v pobrežných ekosystémoch.
Zvýšenie koncentrácie dusíka bolo ťažké sledovať, ale vedci z Brown University na Rhode Islande merajú prítomnosť rôznych izotopov dusíka, aby našli zdroj dusíka v rôznych oblastiach. Vedci zistili, že pomery dusík-14 k dusíku-15, založené na jadrách ľadu odobratých v Grónsku, sa od priemyselnej revolúcie zmenili. Pri rekordných hodnotách dusičnanov siahajúcich do roku 1718 sa najväčšia zmena v pomere stala v rokoch 1950 až 1980, keď sa emisie fosílnych palív rýchlo zvýšili.