氮氣是氮元素存在的形式的化合物中最穩定的(惰性最大),所以氮氣一般情況下不與其他物質反應,只有高温高壓情況(比如雷擊)下才可能與氧氣反應生成NO、NO2等等。
氮氣和氧氣的反應是吸熱反應,不能自發進行。但有外部能量供應的條件下(如放電)可反應。該反應要消耗大量的能量,工業制硝酸一般不用這個反應,多用氨氣與氧氣在催化劑存在下反應制得NO,再與水和氧氣作用生成硝酸。