NOS全名为Nitrous Oxide System，之所以能大大提高发动机动力输出，靠的就是内含的一氧化氮(N2O)，也就是所谓的笑气。其工作原理是把一氧化氮(N2O)利用高压形成液态后填充进钢瓶中，然后在需要时利用管路与喷嘴注入发动机燃烧室内帮助燃烧，由于一氧化氮之所以能稳定存在，靠的是其中的两个氮分子来达成，但这稳定状态容易因燃烧室高温而破坏，因此当一氧化氮注入发动机内时，氧与氮分子便会开始分解，其中的氧分子可帮助燃油燃烧，而液态氮分子则可大幅降低发动机温度，以维持发动机正常运作。看到这里读者应不难了解，NOS之所以能提高发动机动力，是因提供额外的氧气来提高发动机燃烧效率，所以安装NOS后还要对应足够的燃油喷量，发动机动力才得以进一步提升。NOS与涡轮增压、机械增压一样，都是为增加发动机混合气中的氧气含量，以提升燃烧效率榨出马力，不同的是NOS是直接利用氧化物，而后两者则是透过外力，增加空气密度来达到相同目的。
而为顺利控制NOS的作动，需有整套完整的系统来使用NOS，这套系统大约由：容纳一氧化氮的钢瓶、作为开关的电磁阀、确保NOS注入进气管路时能朝向燃烧室的位置的喷油嘴与掌握喷射时机的控制电脑等，每个环节都需视发动机排气量与改装条件来选择适合的产品，一有不慎天堂可能马上变地狱。至于NOS的启动时机可是有限制的，首先是不可在高档位低转速时启动，由于高档位的齿比较疏，相对活塞连杆运作的阻力也较大，如果在5档2千转时启动NOS ，等于是强迫活塞、连杆立即高速运转，但曲轴此时却因扭力较小，无法立即配合活塞而转动，便会形成上方是要求活塞转动、下方却转不动的情况，结果就有可能发生连杆应声断裂的严重问题，所以正统的NOS玩家都会利用软体限制NOS启动转速，至少要限制在3500rpm以上的转速后才能喷射NOS。
再来则是需注意「节气门开度」，由于喷嘴安装的位置，只要不是在空气流量计之前，就没有其他限制，因此若将喷嘴安装在节气门前的话，就要限制节气门全开时再喷气的设定，若节气门若关闭或未全开时喷气的话，不但有碍流体力学的效应，还有可能发生进气管路回火的问题，这是相当危险的，因为进气塑料软管有可能因此而燃烧起来，所以有经验的玩家，都会将启动时机加入全油门此条件，才能减少此问题的发生。 接着是「开启时间限制」。由于注入一氧化氮后，对发动机机件的负担是相当沉重的，尤其是连杆、曲轴与波司，若断断续续使用超过1分钟，一来会造成高压气瓶内的压力衰竭甚至管路结冰，二来对发动机也会造成无法预测的负担，尤其是自动挡车，自动挡车换档不须收油，NOS不会停止喷发，因此改装NOS后对加速反应的效果，通常较手动挡车来的明显，不过也常忽略掉开启时间的限制。
喷射方式分系统 |
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湿式NOS系统示意图。 |
与上图不同的是NOS喷嘴乃采用二进一出的型式，目的在混合燃油与一氧化氮于喷嘴内后，再注入发动机内，由于喷出的气体内即包含液态燃油，因此才会以湿式系统称之，该系统相对于干式系统而言，虽然瞬间加速的效果比较没有那么暴力，但由于喷入的NOS中，包含着保护发动机寿命所需的汽油补正，因此较能确保发动机耐用度，也较适合运用在街车改装上。
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示意图直喷系统独立NOS。 |
独立直喷NOS系统装设方式，就如同其名般直接针对每一独立的汽缸，安装一支湿式喷嘴，让一氧化氮能以最快速、最直接的方式注入发动机内，也由于采用每缸独立喷射，因此不论是喷射量的控制或总喷射量等，都较传统单支喷嘴要好上许多，是目前最先进的NOS系统，但由于系统较复杂，所需的零件数量多出许多，加上反应快速直接，因此更需要高阶的改装电脑来控制相关的启动时机、燃油补正与NOS喷射量，反应在套件价格上就是比较昂贵。
