Nitơ là thành phần lớn nhất của khí quyển Trái Đất (78,084% theo thể tích hay 75,5% theo trọng lượng).[29] Henry Cavendish là người đã xác định tương đối chính xác thành phần "khí cháy" (ôxy, khoảng 21%) của không khí vào cuối thế kỷ XVIII. Hơn một thế kỷ sau, người ta xác định phần còn lại ("không cháy") của không khí chủ yếu là nitơ[30].

Nitơ được sản xuất cho các mục đích công nghiệp nhờ chưng cất phân đoạn không khí lỏng hay bằng các biện pháp cơ học khác đối với không khí ở dạng khí (màng thẩm thấu nghịch áp suất hay PSA (viết tắt của từ tiếng Anh: Pressure Swing Adsorption).

Các hợp chất chứa nitơ cũng được quan sát là có trong vũ trụ. Nitơ N14 được tạo ra như là một phần của phản ứng tổng hợp hạt nhân trong các ngôi sao.[31] Phân tử nitơ và các hợp chất nitơ đã được các nhà thiên văn học phát hiện trong môi trường liên sao bằng cách sử dụng Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer.[32] Nitơ là thành phần lớn của các chất thải động vật (ví dụ phân), thông thường trong dạng urê, axít uric, và các hợp chất của các sản phẩm chứa nitơ này.

Nitơ ở dạng phân tử đã được biết là có trong khí quyển của Titan, và cũng đã được David Knauth và các cộng sự phát hiện là tồn tại trong không gian liên sao nhờ sử dụng FUSE.