En condiciones normales de presión y temperatura, es un gas incoloro prácticamente inodoro y sin sabor. No es tóxico ni inflamable y es aproximadamente 1.5 veces más pesado que el aire.
Bajo condiciones normales es estable y generalmente inerte, pero mantiene la combustión de manera semejante al Oxígeno, aunque es un comburente más suave.
El Óxido Nitroso es relativamente soluble en agua, alcohol, aceites y en varios productos alimenticios. Tiene la particularidad de que al disolverse en el agua no le cambia la acidez, como ocurre con el CO2.
Por su inercia química y naturaleza no tóxica, es usado en el envasado a presión de productos alimenticios y como propelente en aerosoles.
Se usa también como agente de detección de fugas en recintos bajo vacío o presurizados, en laboratorios (espectrometría), como agente de reacción en la fabricación de varios compuestos orgánicos e inorgánicos y como refrigerante en forma gaseosa o líquida, para congelación por inmersión de productos alimenticios.
El uso principal del Óxido Nitroso, mezclado con Oxígeno, es como analgésico inhalable en medicina y odontología.