氮氧化物（NOx）是由氮和氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、一氧化二氮（N2O）、叠氮化亚硝酰（N4O）、三氧化氮自由基（NO3）、三氧化二氮（N2O3）、四氧化二氮（N2O4）、五氧化二氮（N2O5）和三硝基胺（N(NO2)3)。除了五氧化二氮以外，其他氮氧化物在常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物（NOx）通常指NO和NO2。
氮氧化物都是非可燃物，但可以助燃。一氧化二氮、二氧化氮和五氧化二氮等在高温或可燃性物质的作用下会引起爆炸。氮氧化物中的许多化合物是酸酐，遇水会生成硝酸、亚硝酸等酸性物质。
许多氮氧化物具有毒性，且多为神经毒气。纯的一氧化二氮是无毒的，但不纯的一氧化二氮中含有其他氮氧化物，如二氧化氮，会对人体神经系统造成危害，破坏中枢神经，长期吸入可能导致脑性麻痹、手脚萎缩等症状。大量吸入氮氧化物会引起中枢神经麻痹、记忆丧失、四肢瘫痪甚至死亡。一氧化氮还可以与血红蛋白结合，引起高铁血红蛋白血症。
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