Längere Verweildauern der Luft in Triebwerksbrennkammern führen unter hohem Druck und hohen Temperaturen dazu, dass der, in der Luft gebundene Stickstoff zu Stockoxiden (NO_x) oxidiert. Allerdings werden durch diese Bedingungen die Effizienz der Triebwerke gesteigert und die CO₂-Emissionen reduziert. Es besteht also ein Zielkonflikt zwischen der Reduktion der CO₂- und der Stickoxidemissionen [UBA23ag]. 

Stickoxide (NO_x, wie NO und NO₂) weisen eine sehr viel kürzere Verweilzeit in der Atmosphäre als Kohlendioxid auf und konzentrieren sich deshalb in der Nähe der Flugrouten. Somit kann es zu lokalen Belastungsspitzen (Hot Spots) kommen, die insbesondere in den mittleren Breiten der nördlichen Hemisphäre auftreten, wo der Flugverkehr am intensivsten ist. Die Stickoxidkonzentration in der oberen Troposphäre ist ungefähr 1.000-mal geringer als in bewohnten Gebieten, die Verweilzeit für Stickoxide an der Erdoberfläche ist etwa 10-mal geringer als in der Nähe der Tropopause.

Aus diesen Gründen haben die relativ geringen NO_x Emissionen des Flugverkehrs einen beträchtlichen Einfluss auf die Stickoxidkonzentration in der Nähe der Tropopause. Die Stickoxidemissionen wirken als Vorläufersubstanzen für weitere chemische Reaktionen, deren Produkte signifikanten Einfluss auf den Treibhauseffekt ausüben können. In der Troposphäre und der unteren Stratosphäre tragen Stickoxide des Luftverkehrs zur Bildung von Ozon bei, in darüber liegenden Schichten forcieren sie dagegen die Zerstörung von Ozon. Die Stickoxidemissionen des Luftverkehrs über dem Nordatlantik führen zu einer erhöhten Ozonkonzentration von 2 bis 4 Prozent im Winter und 4 bis 8 Prozent im Sommer [KlMa12a]. Aufgrund der kurzen Verweilzeit sowohl der Stickoxide als auch des Ozons verändern sich durch Stickoxidemissionen primär die regionalen klimatischen Bedingungen [CaDe04, S.34]. Bei modernen zweimotorigen Transportflugzeugen machen Stickoxide insgesamt den größten prozentualen Anteil der gesamten Schadstoffmasse, welche emittiert wird, aus [Brae15].