氨氮以游離氨或銨鹽形式存在于水中，兩者的組成比取決于水的PH值和水溫。當PH值偏高時，游離氨的比例高。反之，則銨鹽的比例高，水溫則相反。水中氨氮的來源主要為生活污水中含氮有機物受微生物作用的分解產物，某些工業廢水，如焦化廢水和合成氨化肥廠廢水等，以及農田排水。此外，在無氧環境中，水中存在的亞硝酸鹽亦可受微生物作用，還原為氨。在有氧環境中，水中氨亦可轉變為亞硝酸鹽，甚至繼續轉變為硝酸鹽。測定水中各種形態的氮化合物，有助于評價水體被污染和"自凈"狀況。魚類對水中氨氮比較敏感，當氨氮含量高時會導致魚類死亡。