Mens tilstedeværelsen av nitrogendioksid i miljøet har trukket betydelig oppmerksomhet, har det også viktige industrielle anvendelser.
Kjemisk produksjon: NO2 er et viktig mellomprodukt i produksjonen av salpetersyre, et nøkkelråmateriale for produksjon av gjødsel, eksplosiver og mange andre kjemikalier.
Oksydasjonsmiddel: Brukes som et oksidasjonsmiddel i kjemiske reaksjoner og rakettdrivstoff[10], NO2 brukes som et sterkt oksidasjonsmiddel i visse kjemiske reaksjoner for å fremme eller regulere reaksjonsprosessen.
Analytisk kjemi: De spektrale egenskapene til NO2 gjør den egnet som sporstoff i analytisk kjemi for å studere atmosfæriske kjemiske prosesser og miljøovervåking.