二氧化氮化学式为NO₂。二氧化氮是指高温下棕红色有毒气体。在常温下(0~21.5℃)二氧化氮与四氧化二氮混合而共存。
二氧化氮有毒、有刺激性。溶于浓硝酸中而生成发烟硝酸。能叠合成四氧化二氮。与水作用生成硝酸和一氧化氮。与碱作用生成硝酸盐。能与许多有机化合物起激烈反应。
二氧化氮是大π键结构的典型分子。大π键含有四个电子，其中两个进入成键π轨道，两个进入非键轨道。二氧化氮分子是V形分子、极性分子。
当温度高于150℃时开始分解，到650℃时完全分解为一氧化氮和氧气。与水反应生成硝酸和一氧化氮；与浓硫酸反应生成亚硝基硫酸，与碱反应生成等摩尔硝酸盐和亚硝酸盐。二氧化氮在气相状态下有叠合作用，生成四氧化二氮，它总是与四氧化二氮在一起呈平衡状态存在。
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。
