Zasada działania Silniki spalinowe pracują spalając mieszaninę tlenu i benzyny. Dla spalenia 1 litra benzyny teoretycznie potrzeba ok. 2,5 kg tlenuPrzyjmując średni skład benzyny 84% wag. C i 16% wag. H oraz gęstość ok. 0,75 g/cm3 (według karty charakterystyki benzyny)., który zawarty jest w ok. 8,3 m³ powietrza atmosferycznego (w warunkach standardowych).
Aby zwiększyć moc silnika spalinowego należy w jak najkrótszym czasie spalić jak najwięcej paliwa. Podawanie większej ilości benzyny jest sposobem o ograniczonym zastosowaniu, gdyż silnik potrzebuje do procesu spalania również tlenu.
Podtlenek azotu jest niepalnym gazem. W wysokiej temperaturze, jaka panuje w komorze spalania, podtlenek azotu rozpada się na tlen i azot (piroliza): 2 N2O → 2 N2 + O2 Tak powstały gaz zawiera ok. 33% (v/v) tlenu, podczas gdy w powietrzu znajduje się jedynie ok. 21% (v/v) tlenu. W ten sposób zastosowanie podtlenku azotu pozwala na dostarczenie do silnika większej ilości tlenu w mniejszej objętości całkowitej (na spalenie 1 l benzyny potrzeba ok. 3,5 m³ podtlenku azotu lub ok.