氮氧化物是一类化合物，主要由一氧化氮 (NO) 和二氧化氮 (NO2) 组成，它们在大气污染中扮演了关键角色。一氧化氮是一种无色气体，具有30.01的分子量，熔点低至-163.6℃，沸点为-151.5℃。它能溶于乙醇、二硫化碳，微溶于水和硫酸，且在空气中易被氧化为二氧化氮。尽管一氧化氮对血红蛋白的结合力强，可能导致人体缺氧，但它在生物学上也有重要作用，作为神经信息传递的信使分子，对血管扩张、免疫功能和记忆力提升等方面至关重要。
二氧化氮则在21.1℃时呈现出红棕色，低于此温度会变成暗褐色液体，甚至在-ll℃以下变为无色固体。其分子量为46.01，熔点为-11.2℃，沸点21.2℃，可溶于碱、二硫化碳和氯仿，微溶于水。在与水反应时，会生成硝酸和一氧化氮，这在工业上被用于硝酸的制取。二氧化氮对织物有褪色和腐蚀作用，对金属和非金属材料也有损害。
在环境学中，氮氧化物主要指一氧化氮和二氧化氮，尽管自然源如火山活动也会产生，但在城市中，人为燃烧如汽车尾气和工业窑炉排放是主要来源。据统计，不同燃料产生的氮氧化物量各有差异，如1吨天然气产生6.35公斤，汽油、柴油车辆排放的氮氧化物浓度极高。
氮氧化物与水反应后会形成硝酸和硝酸盐，这些化合物会通过降水和降尘从空气中清除，对酸雨和光化学烟雾的形成有影响。针对这个问题，北京市采取了防治措施，如强制安装机动车尾气净化器、限制新车污染以及推广清洁燃料等。
此外，室内空气中的氮氧化物污染往往源于室外污染，国家“十二五环保规划”将氮氧化物纳入总量控制污染物范围，重点通过电厂烟气脱硝、燃煤锅炉脱硝和机动车尾气治理来实现减排。这表明中国正在努力从控制二氧化硫向全面控制酸性气体排放方向迈进。
氮氧化物 (nitrogen oxides)包括多种化合物，如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮 (N0)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮 (N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N205)等。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又变为二氧化氮。因此，职业环境中接触的是几种气体混合物常称为硝烟 （气），主要为一氧化氮和二氧化氮，并以二氧化氮为主。氮氧化物都具有不同程度的毒性。