Na natureza, o óxido nitroso vem do ciclo do nitrogênio. Esse gás de efeito estufa também vem da queima de derivados de petróleo e do uso de fertilizantes sintéticos.
As plantas, animais e microrganismos do solo contribuem para o ciclo do nitrogênio que emite óxido nitroso na atmosfera. A maioria dessas emissões é proveniente de bactérias que quebram o nitrogênio nos solos e oceanos.
Globalmente, cerca de 40 por cento do total de emissões de óxido nitroso vêm de atividades humanas, como agricultura, transporte, gestão de águas residuais e atividades industriais. Na agricultura, os fertilizantes sintéticos adicionados ao solo foram responsáveis por 75 por cento de todas as emissões de óxido nitroso dos EUA em 2012. O nitrogênio decomposto de esterco de gado e urina contribuiu para 4 por cento das emissões de óxido nitroso em 2012. No transporte, os veículos motorizados são a maior fonte de óxido nitroso, mas a quantidade liberada depende do tipo de combustível, tecnologia do veículo, manutenção e práticas operacionais. Na indústria, o óxido nitroso é o subproduto da produção de ácido nítrico (usado para fazer fertilizantes comerciais sintéticos) e da produção de ácido adípico (usado para fazer fibras como náilon e outros produtos sintéticos).
Em 2012, o óxido nitroso das atividades humanas foi responsável por cerca de 6 por cento de todas as emissões de gases de efeito estufa dos EUA. A maior parte do óxido nitroso permanece na atmosfera em média 120 anos antes de ser destruído pela luz e pelos átomos de oxigênio excitados ou absorvido por certos tipos de bactérias. Meio quilo de óxido nitroso tem mais de 300 vezes o impacto de meio quilo de dióxido de carbono no aquecimento da atmosfera terrestre.
