Công thức hóa học của khí cười là N2O, còn gọi là dinitơ monoxit hoặc nitrous oxide. Đây là một hợp chất bao gồm hai nguyên tử nitơ và một nguyên tử oxi liên kết với nhau. Ở điều kiện thường, N2O là khí không màu, có mùi hơi ngọt và tan nhẹ trong nước. Khí này được phát hiện vào thế kỷ XVIII và nhờ các tính chất đặc biệt của nó, đã được ứng dụng rộng rãi trong y học lẫn công nghiệp. Trong môi trường y tế, khí cười thường được sử dụng như một chất gây mê hoặc giảm đau nhẹ do khả năng làm tê liệt cảm giác mà vẫn giữ cho người sử dụng tỉnh táo.

Khí cười mang lại cảm giác phấn khích, vui vẻ hoặc trạng thái lâng lâng, từ đó bắt nguồn cái tên dân gian là "khí cười". Khi hít vào lượng nhỏ, chúng ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương và gây ra tiếng cười tự nhiên hoặc thay đổi nhận thức, cảm giác. Tuy nhiên, việc sử dụng không đúng cách hoặc lạm dụng loại khí này có thể dẫn tới những phản ứng phụ, bao gồm thiếu oxy, chóng mặt, nhức đầu hoặc thậm chí gây nguy hiểm tới sức khỏe thần kinh lâu dài. Cho dù có nguồn gốc kỹ thuật, ứng dụng vào giải trí của khí cười bị nhiều quốc gia cảnh báo hoặc hạn chế do tiềm ẩn nhiều rủi ro đối với người sử dụng.

Trong công nghiệp, khí cười (công thức hóa học N2O) còn đóng vai trò là chất ôxy hóa trong các phản ứng đốt cháy, đặc biệt trong các động cơ tăng tốc trong lĩnh vực xe đua. Bên cạnh đó, N2O cũng được sử dụng trong thực phẩm, điển hình là làm khí đẩy cho các bình kem tươi. Mặc dù có nhiều ứng dụng hữu ích, việc kiểm soát và quản lý khí cười luôn là vấn đề quan trọng để đảm bảo an toàn cho cộng đồng cũng như tránh các hệ lụy về sức khỏe do sử dụng thiếu kiểm soát.