Les nitrates sont des composés inorganiques constitués d'un atome d'azote et de trois atomes d'oxygène. L'atome d'azote est à l'état d'oxydation +5 au centre d'un triangle formé par les trois atomes d'oxygène. Les nitrates sont formés dans la nature par la décomposition de composés azotés tels que les protéines ou l'urée. Lors de cette décomposition, il se forme respectivement de l'ammoniac ou de l'ammonium. En présence d'oxygène, celui-ci est oxydé par des micro-organismes du type nitrobacter en acide nitrique, qui attaque toute base (généralement des carbonates) dans le milieu, formant le nitrate correspondant.
Une autre source de formation est constituée par les oxydes d'azote qui sont générés lors des décharges d'éclairs d'orage à partir de l'azote et de l'oxygène de l'air. L'eau de pluie forme de l'acide nitrique, qui attaque les carbonates et autres minéraux basiques pour former les nitrates correspondants.
L'ammoniac constitue la base de la production du engrais azotés. Les engrais azotés les plus courants sont l'ammoniac anhydre, l'urée (produite à partir d'ammoniac et de dioxyde de carbone), le nitrate d'ammonium (produit à partir d'ammoniac et d'acide nitrique), le sulfate d'ammonium (produit à partir d'ammoniac et d'acide sulfurique) et le nitrate d'ammonium calcique, ou nitrate d'ammonium et calcaire (résultat de l'ajout de calcaire au nitrate d'ammonium).