Deși celelalte aplicații sunt importante, cea mai mare parte a azotului elementar este consumată, de departe, la fabricarea compușilor de azot. Tripla legătură dintre atomii din moleculele de azot este atât de puternică (226 kilocalorii pe mol, mai mult decât dublu față de cea a hidrogenului molecular) încât este dificil de determinat azotul molecular să intre în alte combinații.

Principala metodă comercială de fixare a azotului (încorporarea azotului elementar în compuși) este procesul Haber-Bosch de sinteză a amoniacului. Acest procedeu a fost dezvoltat în timpul Primului Război Mondial pentru a diminua dependența Germaniei de nitratul chilian. El presupune sinteza directă a amoniacului din elementele sale.

Cantități mari de azot sunt folosite împreună cu hidrogenul pentru a produce amoniac, NH3, un gaz incolor cu un miros înțepător și iritant. Principala metodă comercială de sinteză a amoniacului este procedeul Haber-Bosch. Amoniacul este unul dintre cei doi principali compuși ai azotului din comerț; are numeroase utilizări în fabricarea altor compuși importanți ai azotului. O mare parte din amoniacul sintetizat în comerț este transformat în acid azotic (HNO3) și în nitrați, care sunt săruri și esteri ai acidului azotic. Amoniacul este utilizat în procedeul amoniac-soda (procedeul Solvay) pentru a produce cenușă de sodă, Na2CO3. Amoniacul este, de asemenea, utilizat la prepararea hidrazinei, N2H4, un lichid incolor utilizat ca și combustibil pentru rachete și în multe procese industriale.

Acidul nitric este un alt compus comercial popular al azotului. Un lichid incolor, foarte coroziv, este foarte utilizat în producția de îngrășăminte, coloranți, medicamente și explozibili. Ureea (CH4N2O) este cea mai comună sursă de azot din îngrășăminte. Nitratul de amoniu (NH4NO3), o sare de amoniac și acid azotic, este, de asemenea, utilizat ca o componentă azotată a îngrășămintelor artificiale și, combinat cu păcură, ca exploziv (ANFO).

Cu oxigenul, azotul formează mai mulți oxizi, inclusiv protoxidul de azot, N2O, în care azotul se află în starea de oxidare +1; oxidul de azot, NO, în care se află în starea +2; și dioxidul de azot, NO2, în care se află în starea +4. Mulți dintre oxizii de azot sunt extrem de volatili; aceștia sunt surse principale de poluare în atmosferă. Protoxidul de azot, cunoscut și sub numele de gaz de râs, este folosit uneori ca anestezic; atunci când este inhalat, produce o ușoară isterie. Oxidul azotic reacționează rapid cu oxigenul pentru a forma dioxid de azot brun, un intermediar în fabricarea acidului azotic și un puternic agent oxidant utilizat în procesele chimice și în combustibilii pentru rachete.

De asemenea, prezintă o oarecare importanță anumite nitruri, solide formate prin combinarea directă a metalelor cu azotul, de obicei la temperaturi ridicate. Acestea includ agenți de întărire produși atunci când oțelurile aliate sunt încălzite într-o atmosferă de amoniac, un proces numit nitrurare. Cele de bor, titan, zirconiu și tantal au aplicații speciale. O formă cristalină de nitrură de bor (BN), de exemplu, este aproape la fel de dură ca diamantul și se oxidează mai puțin ușor, fiind astfel utilă ca abraziv la temperaturi înalte.

Cianurile anorganice conțin grupa CN-. Cianura de hidrogen, sau formonitrilul, HCN, este un gaz foarte volatil și extrem de otrăvitor care este utilizat în fumigații, în concentrarea minereurilor și în diverse alte procese industriale. Cianogenul, sau oxalonitrilul, (CN)2, este, de asemenea, utilizat ca intermediar chimic și ca fumigant.

Azidele, care pot fi anorganice sau organice, sunt compuși care conțin trei atomi de azot ca grup, reprezentați prin (-N3). Majoritatea azidelor sunt instabile și foarte sensibile la șocuri. Unele dintre ele, cum ar fi azida de plumb, Pb(N3)2, sunt utilizate în detonatoare și capace de percuție. Azidele, ca și compușii halogenați, reacționează ușor cu alte substanțe prin deplasarea așa-numitei grupe azidă și dau naștere la multe tipuri de compuși.

Nitrogenul formează multe mii de compuși organici. Cele mai multe dintre varietățile cunoscute pot fi considerate ca fiind derivate din amoniac, cianură de hidrogen, cianogen și acid azotic sau azotic. Aminele, aminoacizii și amidele, de exemplu, sunt derivate din amoniac sau strâns legate de acesta. Nitroglicerina și nitroceluloza sunt esteri ai acidului azotic. Compușii nitro sunt obținuți din reacția (numită nitrare) dintre acidul azotic și un compus organic. Nitriții sunt derivați din acidul azotic (HNO2). Compușii nitroși sunt obținuți prin acțiunea acidului nitros asupra unui compus organic. Purinele și alcaloizii sunt compuși heterociclici în care azotul înlocuiește unul sau mai mulți atomi de carbon.

.