El óxido nitroso a veces se usa en anestesia ya que tiene propiedades anestésicas y analgésicas.
Sin embargo, aproximadamente el 15% de los pacientes que reciben N2O experimentan náuseas y vómitos; el uso prolongado de óxido nitroso (> 6 horas) conduce a la oxidación (y por lo tanto a la inactivación) del ion cobalto en la vitamina B12, con efectos supresores sobre la médula ósea. Incluso un uso más prolongado puede llevar a un estado mental alterado, parestesia, ataxia, debilidad de las extremidades inferiores, espasticidad e incluso una degeneración combinada subaguda de la médula espinal.
Además, como N2O es alrededor de 35 veces más soluble en la sangre en comparación con el nitrógeno, se difundirá y aumentará el volumen de cualquier estructura llena de gas, empeoramiento de la distensión intestinal, aumento de neumotórax, etc. Y cuando un paciente se retira de su suministro de nitrógeno óxido, la rápida difusión desde los tejidos hacia los alvéolos (a través de la sangre) causa la dilución del oxígeno alveolar y potencialmente hipoxia (por lo tanto, los pacientes deben ser suplementados con oxígeno para evitar la hipoxia difusional a través del efecto del segundo gas)