正常大氣組成中，氮約佔大氣總量的79％。氮作為單個遊離原子具有很高的反應活性。但在大氣中大量存在的是化學性質穩定的氮分子。對人體健康有危害的主要是指氮和氧相結合的各種形式的化合物，包括：一氧化二氮（N2O）、一氧化氮（NO）、三氧化二氮（N2O3）、二氧化氮（NO2）、四氧化二氮（N2O4）、五氧化二氮（N2O5）等。氮氧化物對眼睛和上呼吸道粘膜刺激較輕，主要侵入呼吸道深部的細支氣管及肺泡。當氮氧化物進入肺泡後，因肺泡的表面溼度增加，反應加快，在肺泡內約可阻留80％，一部分變為四氧化二氮。四氧化二氮與二氧化氮均能與呼吸道粘膜的水分作用生成亞硝酸與硝酸，對肺組織產生強烈的刺激及腐蝕作用，從而增加毛細血管及肺泡壁的通透性，引起肺水腫。亞硝酸鹽進入血液後還可引起血管擴張，血壓下降，並可與血紅蛋白作用生成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。高濃度的一氧化氮亦可使血液中的氧和血紅蛋白變為高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。因此，在一般情況下當汙染以二氧化氮為主時，對肺的損害比較明顯，嚴重時可出現以肺水腫為主的病變。而當混合氣體中有大量一氧化氮時，高鐵血紅蛋白的形成就佔優勢，此時中毒發展迅速，出現高鐵血紅蛋白症和中樞神經損害症狀。一氧化氮含量在100×10-6以上時，幾分鐘就能致人和動物死命，吸入濃度為5×10-6的二氧化氮，幾分鐘就能危害呼吸系統。氮氧化物由於參與光化學煙霧和酸雨的形成而危害性更大。