Akvaryum bakımının en önemli sorunu, içinde yaşayan canlıların biyolojik atıklarının idaresidir. Balıkların, omurgasızların, mantarların ve bazı bakterilerin atıkları amonyak şeklinde azot içerir ve bu atıklar azot çevrimine girer. Amonyak aynı zamanda bitki ve hayvan atık maddelerinin çürümesi yoluyla da oluşur. Yüksek konsantrasyonlarda azotlu atıklardan oluşan ürünler balık ve diğer canlılara toksiktir. İyi dengeli bir akvaryumda, diğer canlıların atıklarını metabolize edebilen organizmalar bulunmalıdır. Akvaryumda üretilen azotlu atıkları Nitrosomonas cinsinden bakteriler metabolize ederek sudan aldıkları amonyağı nitrite çevirir. Yüksek konsantrasyonlarda nitrit de balıklar için toksiktir. Nitrospira cinsinden başka bir tip bakteri de nitriti daha az toksik olan nitrata çevirir. Bu süreç, akvaryum azot çevrimi olarak bilinir.

Bakterilere ek olarak su bitkileri de amonyak ve nitratları metabolize ederek azotlu atıkları elimine ederler. Bitkiler azotlu bileşikleri metabolize ettiğinde biyokütle hâline çevirirler ancak yapraklar ölüp çürüdüğünde azot, bitkiler tarafından suya geri verilmiş olur.

Aslında akvaryumseverler tarafından azot çevrimi diye adlandırılsa da bu süreç gerçek çevrimin ancak küçük bir parçasıdır: Sisteme akvaryumdaki canlılara verilen besin yoluyla azot eklenmelidir, ayrıca sürecin sonunda nitratlar suda birikir ya da bitkilerin biyokütlesine bağlanır. Bu birikim nedeniyle, evde akvaryumu olanlar, yüksek nitrat içeren suyu değiştirmeli ve nitratlarla büyümüş bitkileri sökmelidir.

Evde bakılan akvaryumların çoğunda içindeki canlıların oluşturduğu azotlu atıkları arındırmak için yeterli oranda bakteri popülasyonu bulunmaz. Bu sorun iki yoldan aşılır: Aktif karbon filtrelerle azotlu bileşikler emilir ve biyolojik filtrelerle de nitratlaşma sürecini yapan bakterilerin üremesi için gerekli koşullar oluşturulur.

Yeni akvaryumlarda yeterli sayıda yararlı bakteri bulunmaması nedeniyle azot çevrimi sorunları oluşabilir. Bu nedenle yeni tankların, içine balık konmadan önce "olgunlaşması" gerekir. Bunu yapmak için iki yöntem bulunur: Balıksız çevrim ve sessiz çevrim.

Balıksız çevrimde tankın içinde hiçbir balık bulunmaz. Bunun yerine bakterileri üretebilmek için az miktarda amonyak eklenir. Bu işlem sırasında amonyak, nitrit ve nitrat düzeylerinin gelişimi test edilir. Sessiz çevrim ise akvaryumu hızlı büyüyen su bitkileri ile doldurup, azotun bitkiler tarafından tüketilmesini sağlayarak yararlı bakterilerin üremesi için zaman kazanmaktır.

Bir tanktaki en büyük bakteri topluluğu filtrede bulunur. Bu nedenle verimli filtreleme hayati önem taşır. Filtrenin aşırı temizlenmesi bazen akvaryumdaki biyolojik dengeyi bozmak için yeterli gelebilir.