En este trabajo de revisión de analiza la singularidad de los sistemas de cultivo bajo clima mediterráneo en su relación con el manejo de nitrógeno. El trabajo incluye datos originales analizando 1) la evolución del sistema agroalimentario de los países de la cuenca mediterránea (1961-2013); 2) la interacción entre el nitrógeno y el agua mediante la comparación de cultivos de cereal en regadío y secano en un gradiente de aridez mediterráneo, 3) los principales determinantes que facilitan las emisiones de compuestos nitrogenados en su diferencia con el clima templad, 4) la conexión con la adaptación al cambio climático; 5) las particularidades de la cuencas mediterráneas en su relación con la contaminación por nitratos. Todos estos resultados de analizan desde la perspectiva de contribuir a políticas agroambientales adaptadas a las particularidades de la agricultura mediterránea.