概要
1772年にイギリスの化学者ジョゼフ・プリーストリーによって発見された気体で、亜酸化窒素（N2O）と名付けられたものである。
1795年に同国の科学者ハンフリー・デービーは、医療に役立てられるかを確認するため吸入実験を開始。吸入すると多幸感が沸き立ち、酔ったような感覚に陥ることに気が付いた。
友人たちにもその感覚を楽しんでもらううちに、痛み止めとして使えることを思いつき、二日酔いの治療などに用いるようになった。
しかし、当初はもっぱらパーティーなどを盛り上げる化学おもちゃとして用いられことが多く、そのうちアメリカにも見世物として伝わった。
1844年にアメリカの歯科医師ホーレス・ウェルズは、使用者が打撲を負っても痛がらない様子を目撃し、歯科麻酔に使用することを思いついて友人の抜歯を成功させた。
なお、公開実験では使用量を誤り失敗してしまったが、見学者の一人が薬品による麻酔の有効性を知り技術を確立させた。
使用者が笑ったような表情に弛緩することから、笑気（laughing gas）と呼ばれるようになったといわれる。
近年、抗鬱作用についても研究されているが、後述の問題から一般販売が制限されている。
なお、オウサマペンギン（キングペンギン）の生態調査中の生物学者が、何故かこのガスの中毒症状で正気を失ってしまったという事例があり、2020年になってこのペンギンの糞を分解するバクテリアによって自然生成されるためであることが発表された。
※違う、そうじゃない
真面目な話として2022年10月にカリフォルニア大学・リバーサイド校の宇宙生物学者エディ・シュウィーターマン氏は、大気中に笑気ガスが生成されている惑星には地球外生命体が存在する可能性が大きいとのシミュレーション結果を発表している。
麻酔として
全身麻酔として用いられるが、100％の濃度で吸入させても完全に麻酔することはできず（窒息してしまう）、どちらかというと鎮痛効果を目的として他の麻酔と併用される。
また恐怖感を薄れさせる効果もあることから、歯科麻酔としても用いられる。
手術で使用した際は、血液溶解度が高く体内に拡散しやすいので、使用中止後、速やかに酸素100％を吸入させる必要がある。
現在では、術後に不快症状を引き起こすことと、温室効果ガスであることから使用頻度は減ってきている。
工業用として
ナイトロシステム（ニトロ、ナイトラス・オキサイド・システム）としてエンジンのブースト用および、食材をムース状に加工する添加ガスとして用いられる。
薬物として
吸入後、多幸感が得られ陶酔状態になるが、吸入し続けないと速やかに醒めるため、かつては大きな副作用はないといわれていた。
しかし、2011年頃からイギリスで「風船ガス」「シバガス」という商品名で流通し、脱法ドラッグとして乱用する者が増加した。
その結果、一時的に意識不明に陥るだけでは済まず、ひどい場合には半身不随になったり、窒息事故死する者まで現れ社会問題となった。
日本でも自転車パンク修理用という名目で取引され、乱用する者が現れたために、2016年に医薬品医療機器法に基づき指定薬物に指定され一般販売は禁止されている。
フィクションとして
上記のように欧米ではパーティーグッズ、歯科麻酔として用いられた歴史があり、創作作品の劇中でも使用する描写が数多く見られる。
マイナーではあるが、海外では使用している女性に対するフェティシズムも存在する。
なお日本のフィクションに登場するものは笑いガスという名で登場する場合があり、実際のこのガスとは異なる独自のものとして扱われることも多い。
また、上記のようにカーアクション映画、カーレースゲームでもニトロが用いられ、いわゆる必殺技・超必殺技としても使用されている（詳細はナイトラス・オキサイド・システムを参照）
2019年のミステリードラマ『あなたの番です』では、犠牲者が笑顔であることの理由としてこのガスが登場し話題となった。
