Występowanie i wpływ na klimat Ziemi Tlenek diazotu występuje w atmosferze Ziemi w stężeniu 332 ppb. Jego stężenie wzrosło z ok. 270 ppb w epoce przedprzemysłowej do obecnej wartości m.in. ze względu na działalność człowieka, która odpowiada za ok. 40% emisji tego gazu. Tlenek diazotu jest trzecim najistotniejszym pod względem wymuszenia radiacyjnego długo żyjącym gazem cieplarnianym (po dwutlenku węgla i metanie). Wzrost stężenia od epoki przedprzemysłowej spowodował wymuszenie radiacyjne szacowane na 0,2 W/m². Średni czas życia tego gazu w atmosferze jest szacowany na 114 lat, a potencjał tworzenia efektu cieplarnianego jest 144 razy silniejszy niż dla dwutlenku węgla.
Historia Gaz ten został odkryty przez Josepha Priestleya w 1772 roku. W latach 90. XVIII wieku Humphry Davy przeprowadzał na sobie i swoich przyjaciołach (m.in. na poetach Samuelu Taylorze Coleridge’u i Robercie Southeyu) eksperyment sprawdzający działanie gazu na organizm człowieka. Okazało się, że gaz uśmierza ból, a osoba poddana jego działaniu pozostaje częściowo świadoma. Właściwość ta została wkrótce wykorzystana głównie w zabiegach dentystycznych oraz w znieczuleniu w czasie porodu.