亚硝酸钠的分子式NaNO2，当遇到不同的无机酸或羧酸会产生HNO2，在大多数的有机合成中，NaNO2都是以不稳定的HNO2形式参与反应的，而涉及到HNO2的反应通常很复杂，因为在溶液中还存在N2O3、ON+等。包括NOX、RNH2在内的一系列化合物都能发生重氮化和亚硝基化反应。
与氨及相关物质的反应
通常情况下，NaNO2的HCl溶液与氨反应能很快进行，而且多数下能定量反应。对伯胺而言，反应产生重氮离子中间体，然后消除一分子的N2形成碳正离子，再进一步与亲电试剂反应(式1)[1~3]。
而当分子中存在多个亲核官能团时，所形成的重氮基团则可能继续反应(式2)[4]，在NaNO2作用下，伯胺首先形成重氮盐，然后与仲胺发生关环反应。
C-亚硝化反应
烷烃的中心碳一般不发生亚硝化反应，除非连有�；�、芳�；�、羰基、羧基、硝基、氰基、亚氨基或苯基等吸电子基团。一般的产物是亚硝胺或肟，硝基的邻位碳在NaNO2作用下生成肟(式3)[5]。式4则是碳原子部位发生亚硝化，产物为亚硝胺[6]。
用NaNO2的HCl溶液对酚进行亚硝化会得到相应的亚硝基化合物。例如，苯酚一般生成4-亚硝基苯酚，同时会有少量2-取代的异构体(约10%)，而2-萘酚则会生成1-亚硝基-2-萘酚。如果用NaNO2与NaOH先作用后再加入乙酸，则可以在芳香环上直接引入亚硝基(式5)[7]。
N-亚硝化NaNO2除了可使碳原子发生亚硝化，也可使氮原子发生亚硝化，在加热条件下，产物可脱去一分子氮气而转化为酯类化合物(式6)[8]。
氧化反应
在催化剂等的作用下，NaNO2可将伯醇、仲醇等化合物氧化为相应的醛、酮(式7)[9]。
除了可以发生氧化反应以外，NaNO2同样可以参与还原反应，如亚硝酸根能够转化为硝酸根，进而实现对某些化合物的还原
