正常大气组成中，氮约占大气总量的79％。氮作为单个游离原子具有很高的反应活性。但在大气中大量存在的是化学性质稳定的氮分子。对人体健康有危害的主要是指氮和氧相结合的各种形式的化合物，包括：一氧化二氮（N2O）、一氧化氮（NO）、三氧化二氮（N2O3）、二氧化氮（NO2）、四氧化er氮（N2O4）、五氧化二氮（N2O5）等。
氮氧化物对眼睛和上呼吸道粘膜刺激较轻，主要侵入呼吸道深部的细支气管及肺泡。当氮氧化物进入肺泡后，因肺泡的表面湿度增加，反应加快，在肺泡内约可阻留80％，一部分变为四氧化er氮。四氧化er氮与二氧化氮均能与呼吸道粘膜的水分作用生成亚硝酸与硝酸，对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用，从而增加毛细血管及肺泡壁的通透性，引起肺水肿。亚硝酸盐进入血液后还可引起血管扩张，血压下降，并可与血红蛋白作用生成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。高浓度的一氧化氮亦可使血液中的氧和血红蛋白变为高铁血红蛋白，引起组织缺氧。
因此，在一般情况下当污染以二氧化氮为主时，对肺的损害比较明显，严重时可出现以肺水肿为主的病变。而当混合气体中有大量一氧化氮时，高铁血红蛋白的形成就占优势，此时中毒发展迅速，出现高铁血红蛋白症和中枢神经损害症状。一氧化氮含量在100×10-6以上时，几分钟就能致人和动物死命，吸入浓度为5×10-6的二氧化氮，几分钟就能危害呼吸系统。氮氧化物由于参与光化学烟雾和酸雨的形成而危害性更大。