二氧化氮的化学式是NO2，在高温下为棕红色有毒气体。常温下，二氧化氮与四氧化二氮（N2O4）混合共存，具有毒性和刺激性。
二氧化氮能溶于浓硝酸中生成发烟硝酸，能叠合成N2O4，能与水作用生成硝酸和一氧化氮、与碱作用生成硝酸盐，还能与许多有机化合物起激烈反应。
二氧化氮在臭氧的形成过程中起着重要作用。
人为生产的二氧化氮主要来自高温燃烧过程的释放。比如机动车尾气、锅炉废气的排放等。
二氧化氮是酸雨的成因之一。过量的二氧化氮还能导致大气能见度的降低，地表水的酸化、富营养化等环境问题。
二氧化氮在化学反应和火箭燃料中用作氧化剂，在亚硝基法生产硫酸中用作催化剂，在工业上可以用来制作硝酸。
氮氧化物主要损害呼吸道。吸入初期仅有轻微的眼及上呼吸道刺激性症状。接触数小时至十几小时或更长时间后可引发迟发性肺水肿、成人呼吸道窘迫综合征等病症。
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