I NO<sub>x</sub> si formano in generale secondo tre meccanismi:
*''Prompt'', il: NO<sub>x</sub> si forma nella parte iniziale della combustione, dove si è in forte presenza di sostanze intermedie molto aggressive, e che quindi attaccano anche l'azoto. In linea generale la quantità di produzione di prompt NOx è nettamente inferiore rispetto a thermal o fuel
*''Thermal'' il: NO<sub>x</sub> si forma a partire dall'azoto presente in atmosfera in presenza di elevate temperature e di una grossa quantità di ossigeno, specialmente nei [[motori a combustione interna]]. Va precisato che, in caso di combustione ideale, i prodotti della stessa non prevedono la presenza di ossidi di azoto, visto che quest'ultimo, come noto, è inerte a temperature contenute. E'Pertanto, pertanto,è proprio a causa delle elevate temperature raggiunte durante le fasi intermedie della combustione che le molecole di azoto (N<sub>2</sub>) si dissociano in azoto atomico che risulta invece estremamente reattivo a contatto con ossigeno (a sua volta atomicamente dissociato) portando alla formazione di NO. Il successivo drastico abbassamento di temperatura, riscontrabile nella fase terminale della combustione nei motori alternativi, o lontano dalla fiamma nei bruciatori di caldaie, congela la reazione sopra descritta impedendo la riassociazione dell'azoto e dell'ossigeno, scaricando quindi a valle il sottoprodotto NO.
*''Fuel'': Si chiamano fuel NO<sub>x</sub> gli azotiossidi di azoto prodotti a partire dall'azoto presente nel combustibile. Combustibili solidi (carbone) possono avere una percentuale di azoto che varia 0,5-2%
