二氧化氮又称为过氧化氮，是大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。二氧化氮室温下为红棕色气体，易溶于水且具有刺激性气味。吸入二氧化氮可能对肺组织产生强烈的刺激作用和腐蚀作用。由于其结构的不稳定性，通常情况下与其二聚体形式——四氧化二氮(无色气体)混合存在，构成一种平衡态混合物。