约瑟夫·普利斯特里合成，他将之称为“燃素的亚硝酸气”。普利斯特里将这一发现写进了他的书《不同类型气体的实验与观察》（1775年），在书中他描述了通过加热铁屑和硝酸的混合物来制备这种气体。18世纪90年代，汉弗莱·戴维和他的朋友，包括诗人柯尔律治和罗伯特·骚塞试验了这种气体。他们发现一氧化二氮能使病人丧失痛觉，而且吸入后仍然可以保持意识，不会神智不清（现代研究表明吸入过量一氧化二氮后会使人神智不清）。1844年12月11日，一氧化二氮首次被当作麻醉剂在医学治疗中使用，牙医霍勒斯·威尔士在拔牙过程中使用