NO能够调节皮肤血液微循环，eNOS（内皮型一氧化氮合酶）广泛存在于血管内皮，合成NO，在决定血管张力、调节内皮完整性及抗血栓形成等方面起着重要作用，并参与血压和血流调节。已证实皮肤真皮深部和乳头层血管及培养条件下的皮肤微血管内皮细胞都有eNOS表达，表明NO同样参与皮肤血液循环调节。日光照射、受热及神经因素引起皮肤充血反应极可能与NO相关或部分相关。事实上，抑制NOS确实能够减弱受热和紫外线照射所引起的血流增加，紫外线能促进角阮细胞产生NO，神经递质如乙酰胆碱、P物质、降钙素基因相关肽等能促进血管内皮细胞产生NO。
皮肤产生NO极可能通过此效应以减少皮肤感染。NO产生量的多少可能关系到抗感染能力的大小。
NO对组织修复的调节具有双向作用。一方面是促进作用，促进血液循环，有助于给组织提供营养，并可防止伤口感染，体内外实验显示，它能促进血管内皮细胞生长、增殖及新生血管形成。另一方面是负效应，如果NO产生过多其本身或与活性氧结合形成高毒性分子，则能直接损伤组织。NO与促修复因子表皮生长因子(EGF)间显现有相互负调节关系，意味着NO在组织修复的不同阶段可能起不同作用。
NO参与皮肤免疫与炎症反应。高浓度NO抑制T细胞增殖，而低浓度NO则为T细胞增殖所需。NO对动物和人淋巴细胞产生Th1、Th2型细胞因子有增强或抑制作用，能促进人外周血单个核细胞和中性粒细胞产生TNF-α、IL-1α、前列素E2等。因此，皮肤中NO会影响浸润的细胞参与皮肤免疫和炎症反应。NO还可能直接反馈性调节角质形成细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞等产生某些细胞因子。此外，NO能通过调节白细胞和血管内皮间反应(如:黏附分子表达)和直接对血管作用影响炎症因子。低浓度NO可抑制白细胞与血管内皮细胞黏附及白细胞渗出，而高浓度能引起血管进一步扩张，增强血管通透性，导致血浆渗出乃至白细胞浸润。