Pro lékařské účely je oxid dvojnatřící známým anestetickým látkou a běžně se mu říká „směšný plyn“, který se používá v mnoha lékařských a zubních procedurách. V dentistrice se často používá k uklidnění a bolesti při menších operacích, jako jsou vytažení zubů nebo plomby. Používá se také ve všeobecném lékařství během porodních bolestí pro zmírnění bolesti. Oxid dvojnatřící vyvolává své účinky tím, že tlumí centrální nervovou soustavu, což poskytuje uvolnění a analgezi. Plyn je dodáván pomocí masky nebo nosního klobouku a jeho účinky rychle ustupují po ukončení dodávání. Plyn určený pro lékařské účely musí splňovat přísné farmaceutické kvalitní normy pro bezpečnost pacienta a účinnost při zmírňování bolesti a sedaci během procedur.