一氧化氮是制造硝酸的重要的中间产物，在硝酸生产中，一氧化氮被氧化为二氧化氮，再与水反应生成硝酸。
一氧化氮也可用于硝化生产工艺, 它可与烯烃加成,生成二亚硝基化合物,后者可被氧化为硝基化合物,或重排为肟再被氧化为硝基化合物。
在半导体器件生产中，一氧化氮可作为一种等离子体气体应用。
近年来，一氧化氮在生命科学与医学界受到前所未有的重视。研究发现，一氧化氮在人体若干生理、病理过程中起着十分重要的作用，在免疫及神经等学科专家的努力下，其作用机制不断被阐明，并不断获得新的认识。近几年检验及药学专家也参与进来，使一氧化氮在临床实验辅助诊断及治疗方面发挥作用，并已逐步显示出其临床应用前景。初步研究表明，一氧化氮在生命活动的几乎每一步，例如，血管和气管平滑机的舒张、中枢和自律神经的传递、细菌的杀伤、肿瘤细胞的融解、内分泌激素的释放、机体免疫防御、吸收功能的调节等过程中，均发生功能作用。一氧化氮是生命体内重要的信使分子、效应分子和免疫调节分子的观点，已为学术界所广泛接受。
一氧化氮在疾病治疗中的应用包括两个方面：一是直接输入一氧化氮气体( 如吸入一氧化氮缓解肺动脉高压与呼吸窘迫)，或利用一氧化氮供体产生NO作用于靶器官或组织(如冠心病、心肌缺血、内毒素性休克、肺动脉高压及阳痿等)，从而起到缓解或治疗作用。一氧化氮?供体目前主要有：硝酸酯类、呋喃恶烷类、亚硝基硫醇类、斯德硐亚胺类、硝普钠等。二是加入相关药物调节机体NO生成速度，如L-精氨酸是合成NO的前体，对许多疾病(心血管疾病如高血压、高胆固醇血症、充血性心力衰竭等，肾脏疾病如急性肾衰、阻塞性肾病、慢性肾病及胃粘膜溃疡等)具有有益的治疗作用；NO抑制剂如L-单甲基-精氨酸(L-NMMA)、L-硝基-精氨酸(L-NNA)、L-硝基-精氨酸甲酯(L-NAME)等可抑制体内NO生成，对于由于NO生成过多而致的疾病具有治疗或缓解作用。已有研究表明，NO还参与了许多药物如血管紧张素转化酶抑制剂、腺苷、硫酸镁、吗啡、Ca2+ATPase抑制剂，白血胞介素、肿瘤坏死因子、前列腺素类药物等的药理作用机制。?
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