瞬发氮氧化物是在低温、富燃料条件和燃料停留时间较短的火焰中由N2形成的NO。费尼莫尔于1971年首先鉴别出这种NO的形成。在富燃料火焰中的碳氢自由基（尤其是CH）与N2发生下列反应 CH + N2 →HCN + N至少其中一部分N原子通过反应 N + O2 → NO + O N + OH → NO + H能生成NO，并且HCN也可能与O2或O原子发生化学作用形成NO。瞬发NO形成的最大值与燃料空气当量比有关。