Dušik pomaga ohranjati raznolikost rastlinskega življenja, ravnovesje med pašnimi živalmi in plenilci ter procese, ki nadzorujejo proizvodnjo in kolesarjenje ogljika in različnih zemeljskih mineralov. Najdemo ga v nadzorovanih koncentracijah v številnih ekosistemih, tako na kopnem kot v morju. Izgorevanje fosilnih goriv iz različnih industrijskih procesov v ozračje doda dušikove in dušikove oksidne spojine, kar poruši ravnovesje naravnega dušika, onesnaži ekosisteme in spremeni ekologijo celotnih regij.
Povečane koncentracije dušikovega oksida globalno prispevajo k vplivu toplogrednih plinov, ki Zemljo nenehno segrevajo. Sprostitev dušikovih oksidov v zrak v velikih količinah povzroči smog in kisli dež, ki onesnažuje ozračje, tla in vodo ter vpliva na rastline in živali. Povečanje dušikovega in dušikovega oksida povzročajo avtomobili, elektrarne in najrazličnejše panoge.
Ko se dušikovi oksidi filtrirajo v tla, izgublja hranila, kot sta kalcij in kalij, ki sta ključnega pomena za ohranjanje ravnovesja v rastlinskih ekosistemih. Z izgubo teh spojin rodovitnost tal upada. Tudi tla postanejo bistveno bolj kisla, prav tako tudi tokovni sistemi in jezera, ko dušik vstopa v vodo. Dušik se v velikih količinah prenaša iz rek v ustja in obalna vodna območja, kjer velja za onesnaževalo.
Ta motnja v ravnovesju dušikovega cikla vpliva na biološko raznolikost. Rastline, ki so se v milijonih let prilagajale tlom z malo dušika, se borijo za preživetje. To pa vpliva na mikrobe in življenje živali, ki so odvisne od rastlin za hrano. Navsezadnje so prizadeti ljudje. Šteje se, da bo upad proizvodnje iz ribolova deloma posledica prekomernega dušika v obalnih ekosistemih.
Povišanja koncentracije dušika je bilo težko zaslediti, vendar znanstveniki z univerze Brown v Rhode Islandu merijo prisotnost različnih izotopov dušika, da bi našli izvor dušika na različnih območjih. Znanstveniki so ugotovili, da se razmerja med dušikom 14 in dušikom 15, ki temeljijo na ledenih jedrih na Grenlandiji, od industrijske revolucije spremenijo. Z zapisom nitratov iz leta 1718 se je največja sprememba razmerja zgodila med leti 1950 in 1980, potem ko so se emisije fosilnih goriv hitro povečale.