NOx bildas vid förbränning via tre olika mekanismer och man talar därför om bränsle-NOx, prompt NOx och termisk NOx.

Bränsle NOx - När det kväve som finns bundet kemiskt i bränslet reagerar med luftens syre talar man om bränsle NOx. NOx bildat från den kvävgas som finns i vissa gasformiga bränslen (till exempel i vissa naturgaskvalitéer) är alltså inte bränsle NOx i egentlig mening. Att hålla utsläppen av bränsle NOx nere är viktigt för bränslen med relativt högt innehåll av bundet kväve, till exempel kol.

Prompt NOx - Så kallat prompt NOx bildas genom att oförbrända kolväten från bränslet reagerar med kvävet i luften under friställandet av en kväveradikal som sedan oxideras. Eftersom reaktionen mellan kolvätet och luftens kväve sker vid syreunderskott, bildas prompt NOx i flammans front. Reaktionen är endast svagt temperaturberoende och styrs av tillgången på kolväten.

Termisk NOx - Termisk NOx bildas genom att luftens syre och kväve reagerar med varandra. Reaktionen sker inte i större utsträckning vid temperaturer under 1200-1300°C, men ökar däröver exponentiellt med temperaturen. För förbränning vid höga temperaturer som i stålindustrins värmningsugnar är det bildningen av termisk NOx som är den största källan till NOx-emissionerna. För att hålla nere NOx-utsläppen gäller det alltså att hålla en jämn temperaturprofil i ugnen. Detta är speciellt viktigt vid användning av regenerativ teknik och oxyfuelteknik vilka annars har mycket höga flamtemperaturmaxima.

Utsläppen av NOx beräknas utifrån NOx-mätning.