תחמוצות חנקן מונות מגוון תרכובות עם חמצן, בעיקר פחמן חד-חמצני (NO) וחנקן דו-חמצני (NO2). הם מתהווים בשריפת דלקים פוסיליים בטמפרטורות גבוהות ומגיבים עם תרכובות אורגניות נדיפות ליצירת אוזון, המרכיב העיקרי של שכבת אוזון. תחמוצות חנקן הן גם תרכובות מזהמות שתורמות להתהוות גשם חומצי ושיבוש טווח הראיה.