一氧化二氮是有工業應用價值的氣體，它可以幫助汽車引擎更有效率的燃燒氧氣，提高車子的加速性能，因為儲存安定性很好，也可以用來作為火箭的推進劑。一氧化二氮在食品工業上也有用途，因為它不會讓奶油變質，所以也被用來作為奶油的發泡劑或是在咖啡拉花上使用。
英國人約瑟夫・普利斯特里(Joseph Priestley)多才多藝，他同時是哲學家、化學家、教育家，也是一位牧師，一生出版過150本以上的書，也是最早對氧氣的性質進行描述的人。一氧化二氮是由他在1772年，透過加熱鐵屑和硝酸的混合物所製造出來的，但是當時並不知道這種化學物質有什麼功用。
漢弗萊・戴維(Humphry Davy)是另外一位知名的英國化學家，他在1799年首先發現了一氧化二氮的一項重要應用，那就是它的輕微麻醉效果。1844年美國牙醫師霍勒斯・威爾士(Horace Wells)在拔牙過程中使用這種氣體去減輕病人的疼痛，是一氧化二氮第一次被用在麻醉手術上，從此以後有很長一段時間，牙醫會把這種化學物質拿來當麻醉劑用。
一氧化二氮吸入的時後會有甜甜的味道，伴隨著歡樂愉悅的感覺，所以也有「笑氣」的別稱，在開趴狂歡的場合，常常會有人偷偷吸用助興。食品裡少量的一氧化二氮對人體不會有甚麼影響，不過科學研究已經確認，大量的、長期的吸入，會使人體無法吸收維他命B12，從而不可逆的損害神經系統，造成手腳靈活度降低、視覺跟聽覺障礙、記憶跟智力損傷等等，長期下來，會導致四肢麻痺無法行動，而短時間大量吸取，則會有缺氧的問題，嚴重的話會造成死亡。
臺灣在《毒性及關注化學物質管理法》中新增了「關注化學物質管理」這一項，並從2020年1月16日開始施行，一氧化二氮就是第一個被加強管制的化學物質，從這個時候開始，在臺灣非法持有，將同時面對罰金的處罰和刑事責任。至於某些可以被合法使用的一氧化二氮，則必須在裡面添加少量的二氧化硫，藉由二氧化硫類似火藥燃燒後的臭味，來防止被取用吸食。
大地或海洋裡，微生物分解土壤裡的氮元素等自然作用，使得大氣裡本來就含有一氧化二氮，對天文學家來說，除了氧氣與甲烷之外，這種氣體也成了尋找外星上是不是有生命的可能指標；但是地球現今大氣中超過70%的一氧化二氮，卻是來自於人類的活動，特別是農業與畜牧業。
2022年10月有眾多的紐西蘭畜牧業者在各大都市遊行示威，他們把曳引機、搬運車和各種農用車輛開上街頭，從而癱瘓了市區交通，而這居然也跟一氧化二氮有關係。事情是這樣的。牲畜在放屁的同時會釋放出甲烷，而他們的尿液也會釋放出一氧化二氮。一氧化二氮是溫室氣體的一種，跟等重量的二氧化碳相比，它所造成的增溫效果大概是200到300倍。考量到紐西蘭飼養有600萬頭牛和2600萬頭羊，會釋放出大量的甲烷跟一氧化二氮，當時紐西蘭的總理阿爾登(Ardern)表示，將徵收全世界獨一無二的「牛羊放屁尿尿稅」，作為溫室氣體處理的費用，此言一出，自然引起了畜牧業者的不滿，決定走上街頭抗議。這一則新聞或許讓人覺得新奇，但也反映出，各國政府在管理溫室氣體上，會遭遇到多麼複雜的問題。
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