In atmosfera sono presenti diverse specie di ossidi di azoto (NOx) ma, in genere, con il termine NOx ci si riferisce alla somma pesata di monossido di azoto (NO) e biossido di azoto (NO2), in particolare agli NOx espressi come NO2.
Il biossido di azoto (NO2) è un gas reattivo, di colore bruno e di odore acre e pungente. Si forma prevalentemente dall'ossidazione di monossido di azoto (NO). Le maggiori sorgenti di NO ed NO2 sono i processi di combustione ad alta temperatura (come quelli che avvengono nei motori delle automobili o nelle centrali termoelettriche).
L' NO2, è un importante inquinante dell'aria che, come l'ozono, risulta dannoso per il sistema respiratorio Insieme agli altri composti dell'azoto, inoltre, produce effetti negativi sugli ecosistemi, come l'acidificazione e l'eccesso di nutrienti (eutrofizzazione). L'eccesso di azoto nutriente può causare cambiamenti negli ecosistemi acquatici e marini e perdita di biodiversità.
Gli ossidi di azoto giocano un ruolo principale nella formazione di ozono e contribuiscono alla formazione di aerosol organico secondario, determinando un aumento della concentrazione di PM10 e PM2,5.