一氧化氮化学性质不稳定，兼有氧化性和还原性，具有助燃性。常温下易发生歧化反应生成其他氮氧化物；遇空气立刻氧化为二氧化氮；极易与氢、氟、氧化氟、氯化氮、有微量水的氯气发生剧烈反应。微溶于水，但遇水后会缓慢分解。

17世纪，J.B.范海尔蒙特用硝酸和铜发生反应，发现了该气体，但未做定性。1777年，J.普里斯特利制得该气体，并对其理化性质进行研究，证明其中含有氮和氧，被认定为一氧化氮的发现者。19世纪早期，H.戴维和L.J.泰纳尔、J.-L.盖-吕萨克等证明了一氧化氮的元素组成。

实验室通常采用铜与稀硝酸反应，或者用亚硝酸钠与稀硫酸在启普发生器中反应制备一氧化氮。大规模工业化生产一般采用氨氧化法，在钯或铂催化剂作用下，让氨在氧气或者空气中燃烧，通过控制氧气量来控制一氧化氮的产率，避免被进一步氧化。工业化生产出来的一氧化氮中含有水分和其他气体杂质，需要用浓硫酸或者浓磷酸脱水，然后在低温条件下精馏，提高其纯度。

一氧化氮用于制硝酸，可作为人造丝漂白剂、硝化反应和聚氯乙烯聚合反应中止剂等；用于电子工业中的硅氧化膜形成、氧化、化学气相沉积；是航天火箭和卫星的推进剂；也用作标准校正气、大气环保监测的标准气。21世纪初，其医用效果凸显，被用于心血管系统、免疫系统、神经系统和泌尿及生殖系统的疾病治疗。

一氧化氮应封闭储存，置于阴凉通风处，避免与其他易发生反应的物质一起存放。储区应备有泄漏应急处理设备。