氮氧化物（NOx）氮、氧两种元素组成的化合物，NOx大部分来源燃料燃烧例如化石燃料的燃烧过程，如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；也来自生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。在国家“十二五环保规划”中，氮氧化物将成为继二氧化硫之后的实行总量控制的污染物。对于总量控制消减主要来源于电厂的烟气脱硝、燃煤锅炉的烟气脱硝、机动车尾气治理等方面。
常见氮氧化物有一氧化氮（NO，无色）、二氧化氮（NO2，红棕色有臭味）、一氧化二氮（N2O）、三氧化二氮（N2O3）、四氧化二氮（N2O4）和五氧化二氮（N2O5），另外还有一氧化氮二聚体（N₂O₂）、叠氮化亚硝酰（N4O）、三氧化氮（NO₃），但主要是NO和NO2，它们是常见的大气污染物。另外三硝基胺N(NO2)3也是仅由氮、氧元素组成的化合物，但不是严格意义上的氧化物。除五氧化二氮常态下呈固体外，其他氮氧化物常态下都呈气态。
作为空气污染物的氮氧化物（NOx）常指NO和NO2。在高温燃烧条件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO约占95%。NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NO2，故大气中NOx普遍以NO2的形式存在。NO2进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸（HNO3）五氧化二氮，在-10℃以上分解放出氧气和笑气。氮氧化物系非可燃性物质，但均能助燃，如一氧化二氮（N2O）、二氧化氮和五氧化二氮遇高温或可燃性物质能引起爆炸。