El hecho de que el nitrógeno del aire que respira el buceador sea el culpable de los mayores (que no los únicos) problemas que para la salud pueden derivarse de la práctica del buceo, y que por otro lado el citado N₂ no sea utilizado para nada por el organismo humano, han motivado que, desde hace largo tiempo, el hombre se haya planteado la posibilidad de prescindir del mismo, para conseguir inmersiones no necesariamente más largas o más profundas, pero sí y en todo caso más cómodas y seguras.

Teniendo en cuenta que del aire que respiramos (compuesto básicamente por O₂, N₂ y CO₂, amén de algunos otros gases en muy pequeña cantidad) lo único que el organismo necesita es el oxígeno, la primera opción en que pensamos es ¿por qué no utilizar sólo el oxígeno para respirar? La respuesta, desgraciadamente, es simple: el oxígeno puro es tóxico a más de, aproximadamente 1’8 At. de presión, o lo que es lo mismo, a unos siete metros de profundidad, por lo que la posibilidad de sufrir una hiperoxia lo hace inadecuado para el buceo deportivo (esta posibilidad será mayor o menor en función de otros muchos factores, tanto los propios del sujeto como los de la cada inmersión en particular).
No obstante, ello no quiere decir que el oxígeno puro no pueda tener gran utilidad en buceo militar o profesional, en los que pueden ser necesarias inmersiones muy largas (por ejemplo, para reparar un casco) a poca profundidad. Si además se utiliza en circuito cerrado o semi-cerrado (es decir, aprovechando el O₂ que aun queda en el aire que se expira), se pueden hacer inmersiones larguísimas con poca cantidad, y se evita (en los cerrados) la emisión de burbujas que delaten la presencia del buceador.

Descartado el oxígeno puro para el buceo deportivo, el paso siguiente es mezclarlo con otro u otros gases, incluso con el mismo nitrógeno (pero en proporción distinta a la del aire, que es 78% N₂ por 21% O₂).

Dentro de estas mezclas, la más popular y cada vez más utilizada en buceo deportivo es el NITROX (O₂ + N₂). Junto a ella, pero con una utilización mucho menor tenemos el HELIOX (O₂ + He), el TRIMIX (N₂ + O₂ + He), y algunas otras.

Como por su nombre puede suponerse fácilmente, el NITROX es la mezcla de NITRógeno y OXígeno, que en cierto modo podríamos definir como aire superoxigenado, porque prácticamente es eso, una mezcla de los dos principales componentes del aire (representan en total un 99% del mismo), pero con una proporción de oxígeno superior a la que encontramos en el aire. De hecho, en Estados Unidos se utilizan para denominarlo las siglas EAN (Enriched Air Nitrox).
Evidentemente, a mayor proporción de oxígeno (y, por lo tanto, menor de nitrógeno), más larga y/o profunda podrá ser la inmersión sin necesidad de descompresión, o más pequeña podrá ser la botella, pero .. sí, todo tiene un pero, y es que la proporción de oxígeno tiene límites, límites que vienen impuestos por la necesidad de mantener la presión parcial de ese gas por debajo del umbral de la toxicidad.
Aproximadamente, podemos decir que la proporción máxima de oxígeno en la mezcla nitrox es del 50%. Junto a este límite en la proporción de oxígeno, también tenemos un límite en la profundad máxima a alcanzar, límite que se fija aproximadamente en 40 metros. Por ello, cuando es necesario realizar inmersiones más profundas (lo que no es usual en buceo deportivo) se utiliza una mezcla de tres gases, o incluso varias mezclas diferentes en las diversas fases de la inmersión: una de tres gases en el fondo, otra para profundidad intermedia e incluso oxígeno puro cerca de superficie.

El buceo con nitrox requiere que todas las partes del equipo que han de entrar en contacto con la mezcla estén totalmente libres de grasas, para evitar el contacto con el oxígeno que podría provocar accidentes. Las botellas se suelen pintar de un modo especial (por ejemplo con los colores amarillo y verde), y llevan un cartel dónde consta la proporción de la mezcla.

Si bien no existen tablas de descompresión para buceo con nitrox, sí que tenemos tablas de conversión que, a partir de la profundidad real de la inmersión con nitrox nos facilita la profundidad ficticia, que sería la equivalente de haber efectuado la inmersión con aire. A partir de ahí se puede utilizar un tabla de descompresión normal.
También existen en el mercado ordenadores de buceo preparados para gestionar inmersiones con nitrox. Solamente debe introducirse la proporción de la mezcla y utilizar el ordenador como en una inmersión con aire.

En los últimos tiempos han aparecido en el mercado diversos equipos diseñados para utilizar nitrox en circuito semi-cerrado. Son lo que en inglés se denomina "rebreathers", que unen a las ventajas ya enumeradas del nitrox el aprovechamiento parcial del gas ya respirado (del que se elimina el CO₂ con un filtro), por lo que dotan al buceador de una autonomía aun mayor.

Hasta aquí esta breve introducción. Si tenéis especial interés en el tema, existen diversas asociaciones dedicadas a él, y al buceo técnico en general, como la ANDI (American Nitrox Divers International), la IANTD (International Association of Nitrox and Technical Divers) o la TDI (Technical Diving International), que cuenta con delegación en España (TDI Ibérica).