氧化二氮的热分解来制备NO。五氧化二氮可以通过硝酸脱水得到。生成的气体冷凝以除去硝酸，再通过五氧化二磷干燥，便得到较纯净的二氧化氮。铜与浓硝酸也可以生成二氧化氮：硝酸光照也会产生。
结构.二氧化氮是含有大π键结构的典型分子。大π键含有三个电子，其中两个进入成键π轨道，一个进入非键π轨道。NO是一个顺磁性弯曲型的分子，对称点群为C。ONO键角为134.3°（可通过Walsh图来解释），N-O键长119.7pm。二氧化氮分子含有一个未成对电子，因此它的很多反应类似于自由基