Рідкий NO із плином часу може диспропорціонувати з утворенням оксидів азоту(I) та азоту(III): При взаємодії із галогенами або сульфатною кислотою (в присутності кисню), NO окиснюється із утворенням сполук нітрозилу: Аналогічно він утворює нітрозильні комплекси з солями перехідних металів у водних розчинах, зокрема з солями двовалентного заліза утворює бурий малостійкий нітрозосульфат, що розкладається при нагріванні: або більш загально в іонній формі: Оксид азоту відновлюється до вільного азоту графітом, червоним фосфором, неметалічними сполуками-відновниками, а також деякими металами: Роль у живих організмах