血管平滑筋内で一酸化窒素を放出し、可溶性グアニル酸シクラーゼを活性化してcGMPを増加させる。cGMP依存性プロテインキナーゼを介してミオシン軽鎖の脱リン酸化を促進し、血管平滑筋を弛緩させる。低用量では容量血管である静脈を強く拡張し、静脈還流、左室拡張末期圧、心筋壁応力、心筋酸素需要を低下させる。高用量では動脈も拡張して後負荷を低下させる。太い冠動脈と側副血行路を拡張し、冠攣縮を解除する。

舌下錠・スプレーは狭心症発作の速やかな寛解と、運動前などの発作予防に用いられる。胸痛発作時は座位で使用し、一定時間で改善しない場合や症状が強い場合は急性冠症候群を疑って救急要請する。静注製剤は急性心不全、肺水腫、急性冠症候群、高血圧を伴う心筋虚血などで使用される。貼付剤や軟膏は発作予防に用いるが、持続投与による耐性を避けるため休薬時間を設ける。

拍動性頭痛、顔面紅潮、めまい、起立性低血圧、動悸、反射性頻脈が代表的である。過度の血圧低下により失神、心筋虚血、ショックを起こすことがある。高用量ではメトヘモグロビン血症を生じ、酸素投与でも改善しにくいチアノーゼを認める。持続投与では耐性が形成され、効果が低下する。急な中止で狭心症が反跳的に悪化することがあるため、長期使用後は状態に応じて調整する。

PDE5阻害薬とリオシグアトとの併用は禁忌である。アルコール、降圧薬、α遮断薬、Ca拮抗薬との併用で低血圧が増強する。エルゴタミン系薬との併用では冠血管への作用が拮抗する可能性がある。ヘパリンの抗凝固作用を弱めるとの報告があり、静注併用時は凝固能を確認する。持続投与では無硝酸時間を確保して耐性を予防する。