V plynném stavu jde o červenohnědý agresivní, prudce jedovatý plyn, v kapalném stavu je to žlutohnědá látka, která tuhne na bezbarvé krystaly. Vzniká ve spalovacích motorech oxidací vzdušného dusíku za vysokých teplot. V ovzduší patří oxid dusičitý k plynům, které způsobují kyselé deště. Oxid dusičitý je pohlcován hlenem dýchacích cest z 80 až 90 procent. Způsobuje záněty dýchacích cest od lehkých forem až po edém plic.
Oxid dusičitý je společně s oxidy síry součástí takzvaných kyselých dešťů. Oxid dusičitý (NO2) současně s kyslíkem a těkavými organickými látkami přispívá k tvorbě přízemního ozonu a vzniku tzv. fotochemického smogu.
