（一） 提供植物氮素
虽然大部分固定的氮为固氮菌自身利用，提供给植物的氮素很少，只有菌体裂解后的氮素才能被植物吸收，但由于细菌的生命周期比植物短得多，细菌死亡后释放的有机氮能逐步为植物吸收。自然界氮气固定有两种方式：一种是非生物固氮，即通过闪电，高温放电等固氮，这样形成的氮化物很少；二是生物固氮，即分子态氮在生物体内还原为铵的过程。大气中90%以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用被还原为氨的。如果把光合作用看做是地球上最重要的生物化学反应的话，则生物固氮应当是地球上仅次于光合作用的第二个最重要的生物化学反应。生物固氮是一种极其温和的生物化学反应，它比人类发明的利用铁催化剂，在高温，高压下的化学固氮要优越得多。
（二） 产生植物激素
目前，分离出的联合固氮菌很多具有产生植物激素的功能。如IAA，ABA等影响根的呼吸速率和代谢，刺激根毛和次生根的形成，促进宿主植物对营养物质的吸收。
（三） 微生物调节
当联合固氮菌在根际微域或植物体内部形成优势菌群后，可以起到调节根际生态平衡，阻止有害菌的入侵和定植，起到生物屏蔽的保护作用。
（四） 分泌有机酸
固氮菌可以分泌有机酸使得植物根际PH值下降，使难溶性矿物质变的易溶，从而促进植物根系对各种营养物质的吸收，进而间接的促进植物生长。
