En la naturaleza, el óxido nitroso proviene del ciclo del nitrógeno. Este gas de efecto invernadero también proviene de la combustión de productos derivados del petróleo y del uso de fertilizantes sintéticos.
Las plantas, los animales y los microorganismos en el suelo contribuyen al ciclo del nitrógeno que emite óxido nitroso a la atmósfera. La mayoría de estas emisiones provienen de bacterias que descomponen el nitrógeno en los suelos y océanos.
A nivel mundial, alrededor del 40 por ciento de las emisiones totales de óxido nitroso provienen de actividades humanas, como la agricultura, el transporte, la gestión de aguas residuales y las actividades industriales. En la agricultura, los fertilizantes sintéticos agregados al suelo representaron el 75 por ciento de todas las emisiones de óxido nitroso de los EE. UU. En 2012. El nitrógeno descompuesto del estiércol y la orina contribuyó al 4 por ciento de las emisiones de óxido nitroso en 2012. En el transporte, los vehículos de motor son la fuente principal De óxido nitroso, la cantidad liberada depende del tipo de combustible, la tecnología del vehículo, el mantenimiento y las prácticas operativas. En la industria, el óxido nitroso es el subproducto de la producción de ácido nítrico (usado para hacer fertilizantes comerciales sintéticos) y la producción de ácido adípico (usado para hacer fibras como el nylon y otros productos sintéticos).
En 2012, el óxido nitroso de las actividades humanas representó alrededor del 6 por ciento de todas las emisiones de gases de efecto invernadero de los Estados Unidos. La mayoría del óxido nitroso permanece en la atmósfera un promedio de 120 años antes de ser destruido por átomos de oxígeno ligeros y excitados o absorbido por ciertos tipos de bacterias. Una libra de óxido nitroso tiene más de 300 veces el impacto de una libra de dióxido de carbono al calentar la atmósfera de la Tierra.