1674年，英国医生约翰·马约（John Mayow）证明了空气不是由单一的元素而是由不同的物质组成的。他通过展示只有一部分空气可燃而大部分不可燃来证明上述说法。[1]
大约一个世纪后，苏格兰化学家约瑟夫·布莱克（Joseph Black）和丹尼尔·卢瑟福（Daniel Rutherford）对空气进行了更详细的研究。通过一系列步骤彻底去除了空气中的氧气和二氧化碳之后，卢瑟福发现残余气体与二氧化碳类似，不可燃，也不能让生命体存活。但与二氧化碳不同的是，这种气体不溶于水和碱溶液。卢瑟福在1772年报告了他发现的这种“有害空气”，我们现在称之为氮气。[1]
瑞典药剂师卡尔·舍勒（Carl Scheele）在1772年也独立发现了氮气，他称其为“废气”。舍勒通过多种方式去除氧气后，他发现了一种不可燃的残余气体，其体积是原始空气的三分之二到四分之三。
1790年，法国化学家让-安托万·克劳德·查塔尔（Jean-Antoine-ClaudeChaptal）将这种元素命名为“nitrogen（氮）”，因为当时的实验表明它是硝酸钾KNO3（Nitre）的一种成分。[2] [3]
1909年，德国化学家弗里茨·哈伯在巴斯夫公司支持下，利用铁催化剂在高温高压（500°C，200 atm）下首次实现氮气与氢气合成氨，反应方程式为：N2 + 3H2 → 2NH3 。哈伯因合成氨技术获诺贝尔化学奖。[1]
20世纪初，氮的研究从化学领域拓展至核物理与宇宙学。1919年，欧内斯特·卢瑟福通过α粒子轰击氮气，首次实现人工核嬗变——氮-14原子核被转化为氧-17并释放氢核（质子），揭示了原子核的可变性。帕特里克·布莱克特进一步验证这一反应机制，奠定核物理学基础。
与此同时，宇宙学视角下，大质量恒星通过碳氮氧循环（CNO循环）将氢聚变为氦，碳作为催化剂参与反应，过程中生成氮并最终随超新星爆发扩散至星际空间。这些氮元素成为地球大气的主要成分（约78%），并构成生命分子（如DNA、蛋白质）的核心元素，连接了恒星演化与生命起源的宏大图景。[1]
氮通常的单质形态是氮气。它无色无味无臭，是很不易有化学反应呈化学惰性的气体。