硝酸鹽還原 nitrate reduction 生物體內的一種氧化還原反應，即硝酸鹽受硝酸還原酶的作用，還原成亞硝酸的反應。此時，其它的電子供體受到氧化。硝酸鹽廣泛存在于海水、土壤中，厭氧性硝酸還原細菌能以硝酸鹽作最終受體氧化有機化合物，并利用其能量而生長，稱此為硝酸呼吸（nitrate respiration）。這種反應形式和生理作用與有氧呼吸極為相似，是一種效率遠比發酵為佳的能量獲得形式。在硫黃細菌中也同樣有以硝酸鹽氧化硫黃及其化合物，并利用其能量進行無機營養型的生長（在這種情況下，硝酸鹽的變化并不停留在亞硝酸的階段，可以看到分子態氮的出現脫氮作用）。硝酸還原能力在細菌分類上是重要的記載事項。但是，有硝酸還原能力的菌未必都能在無氧中生長。此外，硝酸鹽還原在微生物和植物中，是以硝酸鹽為氮源加以利用和同化時的第一階段反應。然后再進行下幾個階段的還原而產生氨。此外，綠色植物可在光照下進行硝酸鹽的光化學的還原（亞硝酸生成）。