Nitơ (N) là thành phần của acid nucleic và thành phần chủ yếu của chất nguyên sinh đóng vai trò quan trọng trong trao đổi chất nên ảnh hưởng trực tiếp tới sự trao đổi chất ở cây. Dạng sử dụng của N trong môi trường nuôi cấy là amonium NH4+ và nitrat NO3-. Tỉ lệ và tổng nồng độ của hai ion này trong môi trường thay đổi tùy loại cây và trạng thái phát triển của mô thực vật [Nguyễn Đức Lượng, Lê Thị Thủy Tiên, 2002]. Thiếu một trong hai ion trên, có thể khiến thực vật phát triển bất thường. Do đó, trong môi trường nuôi cấy, phải có sự cân bằng giữa NO3-/NH4+. Thông thường, hàm lượng NO3- được trung hòa bởi NH4+ trong môi trường nuôi cấy và hàm lượng N trong môi trường nuôi cấy khoảng từ 25-40 mM và tỉ lệ NO3-/NH4+
từ 50:50 tới 85:15 [Grimes và Hodges, 1990]. Thiếu NH4+ khiến rễ bên hình thành nhiều hơn rễ chính ở cây Carica papaya [Drew, 1987]. Cả hai ion NO3-/NH4+ đều thiết yếu cho cảm ứng mô sẹo có khả năng phát sinh phôi và phôi cây lúa mì; đặc biệt, ở nồng độ 50 mM NH4NO3 kết hợp với 20 mM KNO3 tạo số lượng phôi cao. Song ở mức 100 mM KNO3 thì ức chế cảm ứng tạo phôi [Menke-Milczarek và Zimmy, 2001].
Amonium dùng trong môi trường nuôi cấy thường phối hợp với các acid hữu cơ, đặc biệt là các hợp chất của acid malic và citric. Phôi của lúa mì đã sinh trưởng tốt khi môi trường có chứa amon malat, glutamin và saccharose ở nồng độ thấp. Nhưng nếu chỉ có amon (NH4+) làm nguồn nitơ vô cơ sẽ gây ra hiện tượng acid hóa môi trường, vì vậy thường kết hợp với nitơ dạng nitrat (NO3-). Theo Dougall và
Verna (1978), trong môi trường chỉ chứa NH4Cl làm nguồn nitơ độc nhất, độ pH đã giảm từ 5,4 xuống đến 4-3,5 sau 4 ngày nuôi cấy và có biểu hiện ức chế sự hình thành phôi.
Các nitơ hữu cơ bao gồm các amino acid và các amit được dùng nhiều trong nuôi cấy phôi. Glutamin và asparagin có tác dụng kích thích phát triển phôi cây cà độc dược Datura và nhiều loại thực vật khác, nhưng glutamin có hiệu quả rõ rệt hơn. Những hỗn hợp hữu cơ không xác định như casein (CH), nước dừa cũng có ảnh hưởng tốt với sự hình thành phôi, do chúng chứa nhiều thành phần khoáng, các amino acid… Sự phát sinh phôi đã xảy ra trong nuôi cấy tế bào trần trụ dưới lá mầm cây cải Brassica naplus và Brassica nigra. Các mô sẹo được hình thành từ trụ dưới lá mầm sau hai tuần nuôi trên môi trường MS có 2,4-D và 10% nước dừa được chuyển sang môi trường không chứa chất kích thích sinh trưởng đã hình thành phôi. Phát sinh phôi vô tính trực tiếp và tái sinh cây con có thể xảy ra trong nuôi cấy tế bào trần Brassic naplus.