光化学スモッグや酸性雨などを引き起こす大気汚染原因物質であり、高温・高圧での燃焼によって発生する。特に毒性の高い二酸化窒素（NO₂）は、大気汚染防止法によって環境基準が定められている。

主な発生源は自動車の排気ガスであり、1992年（平成４年）に制定（2001年（平成13年）改正）された自動車から排出される窒素酸化物及び粒子状物質の特定地域における総量の削減等に関する特別措置法（自動車NOx・PM法）によって規制される。