질산염의 환원에 의해 분자상(分子狀) 질소가 생성되는 생물반응의 과정. 일반적인 토양미생물의 작용으로, 혐기성(嫌氣性) 조건하에서 이루어진다.

호기성(好氣性) 생물이 호흡의 최종 전자수용체(電子受容體)로서 산소를 이용하는 데 대해, 탈질작용을 하는 생물은 질산 또는 아질산을 질소분자로까지 환원한다.

탈질작용은 질산호흡의 일부로서, 토양 속에서 일어나는 이과정은 식물의 질소원의 확보에 큰 손실이 된다.