鱼、植物和食物在鱼缸内互相连系成氮循环. 鱼吸取食物后产生能量, 鱼在吸取水中氧而消耗能量。在能量消耗过程中, 鱼会在缸内放出废物. 废物基本上包了二氧化碳 (carbon dioxide)、氮化合物(nitrogenous compounds) 如阿摩尼亚 (ammonia). 为了保持水质环境, 就要除去此等废物. 二氧化碳会在水面挥发和与水中植物 进行光合作用. 至于有害性的氮组合, 它们会在氮循环中被淡化成较轻的有害化合物. 细菌微生物的滋长转化有害的氮化合物及阿摩尼亚为无害的物质。

　　　 整个过程由水中的排泄物转化为分阿摩尼亚开始. 细菌是硝化菌, 包括两种微生物, 将潜在有害的氮化合物(如阿摩尼亚)经生物化学作用转化为亚硝酸盐及硝酸盐。

　　　 碱性的环境(pH 7.2 - 8.5)有利细菌, 但保持稳定的pH水平亦十分重要。硝化菌在温度 20-3C 度 中尤其活约, 其新陈代谢在水温低于10C时会减慢, 但水温亮于35C时就会受损。

　　　 硝化菌需要氧进行变化. 硝酸盐, 是在完成生物化学的氧化作用后的产品, 被植物利用为肥料, 然后在水中消失。

　　　 水族箱是一个被人工化地氧化的生态系统, 有极高的生物量. 通常植物是无法用尽所有硝酸盐. 硝酸盐因已累积, 引至要人工谁持水的质数减低硝酸盐至可接受水平。

　　　 硝化的细菌可不停生长, 或堆积在停止阶段. 硝化细菌会因应其食物多少而变化. 加入药物也会杀死细菌, 如抗生素, 也影响细菌总数。