一氧化氮是無色氣體，工業制備它是在鉑網催化劑上用空氣將氨氧化的方法；實驗室中則用金屬銅與稀硝酸反應。
NO在水中的溶解度較小，而且不與水發生反應。常溫下NO很容易氧化為二氧化氮，也能與鹵素反應生成鹵化亞硝酰（NOX）。如2NO+Cl2=2NOCl
但NO與O2可與水反應，化學方程式為4NO+3O2+2H2O=4HNO3
根據NO的分子結構可見，它有未成對的電子，兩個原子共有11個價電子，也就是個奇分子，大多數奇分子都有顏色，然而NO僅在液態或固態時才呈藍色。NO分子在固態時會締合成松弛的雙聚分子(NO)2，這也是它具有單電子的必然結果。
這里需要特別說明的是，NO可以被過氧化鈉吸收 [2] ：Na2O2+2NO=2NaNO2