Nitratatmung, eine Form der anaeroben Atmung, bei der an Stelle von Sauerstoff Nitrat als terminaler Elektronenakzeptor dient. Die N. ermöglicht verschiedenen aeroben Mikroorganismen eine Energiegewinnung unter anaeroben Bedingungen. Bei der N. wird Nitrat über Nitrit und weitere Zwischenstufen entweder zu molekularem Stickstoff (Denitrifikation) oder zu Ammoniak (Nitratammonifikation) reduziert. An den Reaktionen sind die dissimilatorische Nitrat- und die Nitrit-Reduktase beteiligt. Im Gegensatz zur assimiliatorischen Nitratreduktion (Nitratassimilation) werden die Produkte der N. ausgeschieden (Nitratdissimilation). Die N. wird durch molekularen Sauerstoff unterdrückt.

Die dissimilatorische Nitratreduktion spielt im Gegensatz zur assimilatorischen in grünen Pflanzen keine Rolle. Die bakterielle Denitrifikation führt zu Stickstoffverlusten im Boden und damit zur Verschlechterung des Pflanzenwachstums. Die Reduktion von Nitrat zu Nitrit durch Bakterien spielt beim Pökelprozess eine Rolle. Nitritbildung kann in nitrathaltigen Lebensmitteln (z.B. Spinat) die Ursache von Lebensmittelvergiftungen sein.