나이트록스를 이해하기 위해 가장 기초가 되는 원리는 보일의 법칙으로 주위 압력이 호흡기체에 미치는 영향을 설명한다.
아일랜드의 자연철학자 로버트 보일(Robert Boyl, 1627-1692)은 압력이 유연한 용기 내의 기체에 미치는 영향에 대하여 연구하였고 기체의 부피는 압력의 크기와 반비례한다는 것을 발견하였다.
간단히 말해서 압력이 두 배가 되면 기체의 부피는 절반이 되고 압력이 절반이 되면 기체의 부피는 두 배가 되는 것이다. 보일의 법칙은 다음과 같이 공식으로 표현할 수 있다.

P1V1 = P2V2

압력이 변하면 유연한 용기 속의 기체 부피는 변하지만 분자수는 변하지 않고 동일하다. 단지 기체의 부피가 줄어들면 기체 분자들 사이의 거리가 가까워져서 기체의 밀도가 높아진다. 반대로 기체의 부피가 증가하면 기체 분자들 사이의 거리가 멀어져서 밀도가 낮아진다. 따라서 기체의 부피와 밀도의 관계 역시 반비례한다.

다이빙에서 압력은 매우 중요하고 항상 존재하는 요소이다. 보일의 법칙을 개념적으로 설명하기 위해 다음과 같이 표를 사용하기도 한다.

보일의 법칙(Boyle’s Law)에서는 기체가 유연한 용기 내에 있다는 가정이 전제된다. 즉 용기 속의 기체 압력은 주변압력과 똑같이 균형을 이룬다는 것이다.
그러므로 보일의 법칙은 기체가 유연한 용기 내에 있거나 한쪽이 개방된 용기(물컵과 같은) 내에 있어서 주변 압력의 변화가 즉시 전달되어야 한다. 따라서 보일의 법칙은 실린더와 같이 단단한 용기 속에 있는 기체에는 적용되지 않는다. 그러므로 실린더 내부의 공기는 외부로 유출되지 않고 실린더 내부에 있는 한 보일의 법칙에 영향을 받지 않는다.
다이버 체내의 조직은 대부분 비압축성인 액체로 구성되어 있어서 보일의 법칙에 직접적으로 영향을 받지 않는다. 그러나 체내의 폐 또는 공기 공간은 마치 크고 유연한 용기와 같아서 다이버가 실린더로부터 호흡기를 통하여 기체를 흡입하는 순간부터 보일의 법칙에 영향을 받기 시작한다.
TDI 나이트록스 과정에서 보일의 법칙과 관련된 가장 중요한 사항은 다이빙하는 동안 다이버의 폐 속으로 유입되며 주위 압력과 동일한 압력을 유지하는 호흡 기체의 압력에 관한 것이다.