即混合硝酸和硫酸（混酸）与有机分子反应得到硝化产物。最大规模生产的硝基化合物要数硝基苯。许多炸药都是通过硝化反应制得，包括三硝基苯酚（苦味酸）、三硝基甲苯（TNT）和三硝基间苯二酚（收敛酸）。硝化甘油也是其一。
自然中的形态.氯霉素是天然产物中为数不多的硝基化合物之一。一些天然产物可以通过氨基氧化来生成硝基化合物。 2－硝基苯酚是蜱的一种集合信息素。目前已知的脂肪族硝基化合物仅有两种：真菌和植物（木蓝）中发现的3－硝基丙酸，以及白蚁中发现的化合物硝基十五烯。许多依赖黄素的酶