二氧化氮的分解可以通過不同的反應進行，以下是幾種分解方式：
高溫熱分解。在高溫下，二氧化氮（NO₂）會發生分解，生成氮氣（N₂）和氧氣（O₂），化學方程式為NO₂→NO↑+1/2O₂↑，這個反應在600℃以上時變得明顯，是一個吸熱反應，具有ΔH=+114kJ/mol的焓變。
與水反應。二氧化氮與水反應，生成硝酸（HNO₃）和亞硝酸（HNO₂），化學方程式為3NO₂+2H₂O→2HNO₃+NO↑，這個反應是一個歧化反應，其中一部分硝酸分解生成氮氣。
與鹼性物質反應。例如，二氧化氮與氫氧化鈉（NaOH）反應，生成硝酸鈉（NaNO₂）和硝酸鈉（NaNO₃），化學方程式為2NO₂+2NaOH→NaNO₂+NaNO₃+H₂O。
光催化分解。使用光催化劑，如二氧化鈦（TiO₂）或納米氧化銅等，可以在光的照射下將二氧化氮分解為氮氣和氧氣，這是一種環境友好的分解方法，具有能源消耗低和無二次污染的優點。
這些分解方式均依賴於特定的條件，如溫度、水分和催化劑，選擇合適的分解方法取決於具體的套用場景和環境要求。