在大气中存在的氮氧化物有NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等；在煤、石油、天然气等燃料的燃烧时产生的氮氧化物有NO、NO2等，通常把二者统称为氮氧化物（NOx）。
理论上，燃气锅炉氮氧化物NOx有三种不同的生成机理：热力型氮氧化物NOx由燃烧空气中的N2在高温下氧化而成；燃料型氮氧化物NOx由燃料中的氮元素转换而成；快速型氮氧化物NOx由空气中的N2和碳氢原子团（如：CH、HCN）反应生成，一般生成量很小（可忽略不计）。
影响热力型氮氧化物NOx生成的原因主要有三个：
(1)燃烧温度
(2)在燃烧区域的氧化浓度
(3)燃烧气体在高温区的滞留时间
随着燃烧温度的上升，氮氧化物NOx的生成量呈数量级上升；
随着过量空气系数增大（即氧气浓度增加时），氮氧化物NOx的生成量急剧上升；
随着燃烧气体在高温区域的滞留时间增加，氮氧化物NOx的生成量随之增加；
显然，燃料氮氧化物NOx的生成量与燃烧中所含氮化合物的多少有直接关系。同时，与燃烧时的火焰温度、氧气浓度等因素有关。