A nitrogén-oxidok elsősorban a közlekedésből kerülnek a levegőbe. A második legfontosabb forrás a tüzelőanyagok (hőerőművek, ipari, lakossági fűtés). Mind a motorhajtó anyagok, mind a fűtőanyagok (szenek, fűtőolajok és kis mértékben a földgáz is) tartalmaznak nitrogén-tartalmú vegyületeket, melyek égésekor keletkeznek a nitrogén-oxidok. A dohányfüstben is megtalálhatók. Természetes forrásuk az erdőtüzek és a villámlás.
A nitrogén-monoxid (NO) és nitrogén-dioxid (NO2) egyaránt előfordulnak a levegőben. A légszennyezés mérésekor ezt a két nitrogén-oxidot mérik. A levegőben ezen kívül még dinitrogén-oxid (N2O) is előfordul. A nitrogén-dioxid alacsony hőmérsékleten dimerizálódhat, és dinitrogén-tetroxid keletkezhet. A nitrogén-monoxid színtelen gáz, vízben rosszul oldódik, de nagyon reakcióképes, a levegő oxigénjével nitrogén-dioxiddá alakul. A nitrogén-dioxid töményen vörösesbarna gáz, vízben jól oldódik, és eközben salétromsav és salétromossav keletkezik, ezzel hozzájárul a savas esőkhöz. Üvegházhatású gáz, a városi szmogképződés egyik okozója.
A nitrogén-dioxidot salétromsavgyártásra, nitrálásra használják. Egyes nitrogén-oxidokat kis koncentrációban a gyógyászat is alkalmazza: a nitrogén-monoxid értágító hatású, a dinitrogén-oxid pedig kábító, fájdalomcsillapító, habszifonokban ezt használják habosításra. A nitrogén-dioxid viszont toxikus légszennyezõ anyag, tüdő- és légúti ártalmak előidézője. A heveny mérgezés főbb tünetei a nyálkahártyák helyi izgalma, hányás, köhögési inger, fejfájás, szédülés. A tünetek 1-2 órán belül lezajlanak, majd 3-30 óra tünetmentes idõszak következik. A mérgezés további szakasza igen erős köhögési ingerrel kezdődik, amelyet félelemérzés és fulladásérzet kísér. Tüdővizenyő, majd másodlagos tünetként tüdőgyulladás jelentkezik. Idült hatásként fejfájás, étvágytalanság, a garat nyálkahártyáján fekélyképződés tapasztalható.
A magyarországi határérték 100 mg/m3 , mely a naptári év alatt 18-nál többször nem léphető túl. A nitrogén-dioxid toxikus hatású a növényekre is, 120 mg/m3 koncentráció felett már rövid idő alatt is csökkenti fejlődésüket. Amennyiben a nitrogén-dioxid ózonnal együtt van jelen, a hatás fokozott.