氧化亞氮（N2O）的產生主要通過以下幾種生物過程：
異養反硝化作用：在相對缺氧或含水量較高的土壤系統中，反硝化作用不完全時，氧化亞氮不能被進一步還原而作爲終產物釋放。
硝化作用：在氨氧化過程中，氨氧化細菌和古菌將氨氣氧化至NH2OH或HNO時，氧化亞氮可作爲副產物釋放。此外，NH2OH/HNO氧化爲亞硝酸根的過程也可能產生氧化亞氮。
硝化微生物的反硝化作用：在水分含量較高的條件下，氨氧化微生物將其氨氧化作用產生的亞硝酸根還原爲一氧化氮，並進一步還原爲氧化亞氮。這一過程是氨氧化微生物在缺氧條件下爲解除亞硝酸根的毒性而採取的一種機制。
其他過程：包括異化還原成銨作用和厭氧銨氧化過程。在這些過程中，微生物在厭氧條件下將硝酸根還原爲亞硝酸根，並進一步還原爲銨根離子，中間產物一氧化氮可能被還原生成氧化亞氮。
除了生物過程，人類活動也會產生氧化亞氮。例如，在燃燒過程中，特別是煤的燃燒，會生成一定量的氧化亞氮（N2O）。這些排放主要來源於固定源如工業生產的燃料燃燒和移動源如交通運輸燃料燃燒的排放。