NO为无色气体，分子量30.01，熔点-163.6℃，沸点-151.5℃，蒸气压101.3l千帕（-151.7℃），溶于乙醇、二硫化碳，微溶于水和硫酸，水中溶解度4.7%（20℃）。NO性质不稳定，在空气中易氧化成二氧化氮（2NO+O₂→2NO₂）。常温下，NO₂为红棕色气体，分子量46.01，熔点-11.2℃，沸点21.2℃，蒸气压101.3l千帕（21℃），溶于碱、二硫化碳和氯仿，微溶于水，性质较稳定。

氮氧化物的过度排放会对环境和人类健康造成不利影响。氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并能使大气能见度降低。另外，氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸会增加雨水的酸度，降低地表水、地下水和土壤的pH，从而对生态系统造成不利影响。在平流层，氮氧化物在维持臭氧水平方面起着至关重要的作用，因为二氧化氮和氧气之间的光化学反应可以形成臭氧。对人体而言，低浓度的氮氧化物会刺激眼睛、鼻子、喉咙和肺部，可能引起咳嗽、呼吸急促、恶心等症状。吸入高浓度的氮氧化物会导致咽喉及上呼吸道组织痉挛和肿胀，甚至可能导致死亡。

氮氧化物来源可以分为两类：①天然排放的氮氧化物主要来自雷暴天气过程中氮气和氧气产生的一氧化氮，以及农业施肥以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。②人为排放的氮氧化物主要来自化石燃料的燃烧和植物的焚烧，如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；也来自生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。其中，燃烧过程中氮氧化物的形成机理主要包括热力型、快速型和燃料型三大类型（见图）。热力型氮氧化物形成机理是由空气中的氮气在1500℃以上氧化生成氮氧化物的机理，由苏联科学家Y.B.泽尔多维奇^[注]提出，因而又称泽尔多维奇机理，通常发生在后火焰区。根据这一机理，NO可通过三步反应生成：

快速型氮氧化物形成机理是由空气中的氮气与燃烧产生的自由基发生反应，生成HCN和CN等含氮中间产物，后者再通过进一步氧化生成氮氧化物。以CH自由基与氮气反应为例，可简单表示为：

快速型氮氧化物形成机理通常在2000K以下较为重要。燃料型氮氧化物形成机理是指生物质等含氮化合物中的氮元素通过C—N断键和氧化反应形成NO的机理。除了上述三种主要的氮氧化物形成机理以外，在较低温度下氮氧化物也可以通过N₂O和NNH等次要机理生成，其中前者主要在贫燃高压下比较重要，后者主要在贫燃低压下比较重要。

氮氧化物形成机理示意图