W spalinach emitowanych przez pojazdy z silnikiem Diesla występuje wysokie stężenie NO2. W przypadku dwutlenku azotu, największe i najbardziej szkodliwe stężenie występuje w centrach miast, gdzie często nie ma płynności ruchu drogowego. Z przeprowadzonych na zlecenie NIK-u niezależnych badań wynika, że w Warszawie i Krakowie wpływ stężenia NO2 na liczbę przedwczesnych śmierci szacuje  się na 75%. Długofalowo, przy nadmiernej ekspozycji, dwutlenek azotu jest czynnikiem ryzyka chorób układu oddechowego i układu sercowo-naczyniowego oraz nowotworów płuc i piersi. Zaostrza objawy alergii, zwiększa podatność na infekcje układu oddechowego. W trakcie ekspozycji NO2 działa drażniąco na spojówki i śluzówki nosa oraz gardła. W 2019 roku udowodniono wpływ dwutlenku azotu na rozwój astmy u dzieci żyjących w miastach. Szacuje się, że aż 95% przypadków astmy dziecięcej na świecie da się powiązać z ekspozycją na zanieczyszczenia zawierające NO2.