Денитрифицирующие бактерии играют важную роль в экологии, в частности:

• Участвуют в круговороте азота. 3 Денитрифицирующие бактерии восстанавливают нитрат через нитрит до газообразной закиси азота (N2O) и азота (N2), которые переходят в атмосферу. 3 Без денитрификации земной и атмосферный запас азота в конце концов сосредоточился бы в виде солей в океане, и жизнь стала бы возможной только на узкой прибрежной полосе. 2
• Помогают очищать сточные воды. 15 Сточные воды часто содержат большое количество азота (в форме аммония или нитрата), который при отсутствии очистки может нанести ущерб здоровью человека и экологическим процессам. 1 Денитрифицирующие бактерии превращают нитраты в азот, который затем испаряется в атмосферу. 5
• Играют роль поглотителей метана. 1 Денитрифицирующие бактерии окисляют метан в глубоководных пресноводных водоёмах, что важно, так как метан является вторым по значимости антропогенным парниковым газом. 1

Однако у деятельности денитрифицирующих бактерий есть и негативные стороны: процесс может снизить плодородие почвы, поскольку азот, необходимый для роста растений, удаляется из почвы и попадает в атмосферу. 1 Кроме того, в процессе денитрификации образуется большое количество побочных продуктов, например, оксид азота (NO) и закись азота (N2O), которые могут способствовать глобальному потеплению. 1