氮气，常况下是一种无色无味无嗅的气体，且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%（体积分数），是空气的主要成份。常温下为气体，在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气分子的分子轨道式为 ,对成键有贡献的是三对电子，即形成两个π键和一个σ键。 对成键没有贡献，成键与反键能量近似抵消，它们相当于孤电子对。由于N2分子中存在叁键N≡N，所以N2分子具有很大的稳定性，将它分解为原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的，氮气的相对分子质量是28。而且氮气不易燃烧且不支持燃烧。化学式为N2。氮气的化学性质很稳定，常温下很难跟其他物质发生反应。

在美国有关方面作过轮胎充氮和充空气的对比试验，实验后统计结果表明，充氮气的比充空气的轮胎多跑26%的里程。

充氮轮胎，可以按设计的胎压进行充气，可达到汽车设计时的油耗指标。试验证明，充氮气比充空气轮胎节油2-10%。

轮胎充氮的目的，在于使轮胎内的分压与外界相等（轮胎内外分压平衡），使少量的氧气滞留在轮胎内部，不会渗透胎壁而导致胎压不足。

轮胎充氮的用意与氮气的纯度无关，而是在使轮胎内氧气剩余量达2~5%的范围，这样少量的氧气在轮胎内可产生与外界相等的分压。

在我们的轮胎中一般是充压缩空气的，其组成部分为78％的氮气、21％的氧气，以及1％的其它气体，而在最坏的情况下，水分会占到总体积的5％。所以，充氮气主要起到两个作用：其一是排除水分；其二，以体积较大的氮气分子代替体积相对较小的氧气分子，减缓气体渗透轮胎胎壁的速度，这就意味着，从理论上来说，充氮气能够让你的轮胎更长时间的保持标准胎压，从而避免轮胎的不正常磨损并降低滚动阻力减小油耗。

但问题是我无法找到实际的实验数据来证明充氮气的轮胎在正常行驶情况下比充空气的轮胎保持胎压时间更长，所以，实际情况中差别会很微小。

而水分对轮胎的影响同样分为两个方面：

首先，潮湿的空气其密度会受到温度较大的影响，而充氮气则因为排除了水分使得你的胎压更稳定。特别是在温度超过7、80度时影响尤为明显，这也是为什么F1赛车轮胎必须要充氮气的原因，但对于在城市中行车的两位来说，其影响并没有那么大；

第二，水分会对你的轮辋造成腐蚀，充氮气会保护你的轮辋不至于生锈，从而保证更好的行驶性能及空气密封性。但实际情况是铁轮辋的生锈比例很小，而现在绝大多数的车辆采用的铝合金轮辋根本没有生锈的问题。（当然，这是指轿车，在那些恶劣环境下工作的卡车之类的还是有生锈的问题）

此外，氮气会比空气更轻，这减轻了你车辆的自重，能让你更省油，轮胎中充的氮气重量要比空气重量轻4％，也就是说，大概会轻30克左右。另一个好处就是，由于氮气分子存在三键，是已知的双原子分子中最稳定的，它不会和你轮胎的内衬胶发生反应。而我们知道轮胎橡胶老化的罪魁祸首就是氧化反应，充氮气能延长轮胎的使用期限。

最后，氮气的不助燃、不可燃的特性使其成为飞机轮胎的充气气体，它可以避免在飞行器发生事故时燃烧。