나이트록스를 배울 때 두 번째로 고려해야 할 물리 법칙은 달톤의 법칙이다. 달톤의 법칙을 이용하면 호흡용 혼합기체의 성분을 효과적으로 분리하고 관리할 수 있다.
존 달톤(영국 화학-물리학자, 1776-1844)은 보일의 법칙을 좀더 진전시켜서 혼합기체 내의 성분기체 각각의 압력과 관련한 실험을 하였고 달톤의 법칙이라고 알려진 부분압의 원리를 발견하였다.
혼합기체(공기, 나이트록스)의 성분기체(산소, 질소)들은 각기 고유의 압력을 갖고 있으며 이 것을 부분압이라고 한다.
우리는 앞에서 압력은 기압으로 표현한다고 배웠다. 부분압도 마찬가지로 기압으로 표현한다. 달톤은 혼합기체의 압력은 성분기체의 부분압의 합과 같다는 것을 발견하였다. 또한 성분기체의 부분압은 그 기체가 차지하는 성분비율과 비례한다는 것을 발견하였다. 예를 들어 공기에서 산소는 21%를 차지하고 질소는 79%를 차지하는데 이는 곧 압력의 비율과 같아서 공기의 전체 압력에서 산소의 부분압은 21%이며 질소의 부분압은 79%를 차지한다.
달톤의 연구 중에서 또 하나의 중요한 원리는 “갇혀있는 기체는 가용한 모든 공간으로 전달된다(기체는 높은 부분압으로부터 낮은 부분압으로 이동한다)”라는 것이다. 다시 말하면 기체는 제한된 공간에서 성분기체의 부분압과 관계없이 동일한 성분 비율을 유지한다는 것이다. 다음 표에서는 부분압과 전체 압력과의 관계를 표현하였다.

달톤의 법칙에서 추가로 고려해야 할 사항은 혼합기체 내의 성분기체의 압력을 계산하는 것이다. 즉 주위 압력이 변하면 각 기체의 성분 비율(%)은 일정하게 유지되는 반면에 각 기체의 부분압은 변한다는 것이다.
다음 사항들을 생각해보자:

• 표에서 수심 40m에서 공기 중의 산소부분압은 1.05 기압이다. 이 것은 수면에서 100% 산소의 부분압과 비슷한 수치이다.
  마찬가지로 위 표에서 수심 40m에서 공기 중의 질소부분압은 3.95 기압이다. 이 것은 수면에서 100% 순수 질소의 질소부분압의 4배와 비슷한 수치이다.

이런 계산을 통하여 수심이 깊어질수록 질소의 부분압이 증가한다는 결론을 유추할 수 있고 따라서 왜 깊은 곳에서는 더 많은 질소가 인체에 흡수되는지 이해할 수 있을 것이다.
달톤의 법칙은 나이트록스 개념의 핵심적 이론이다. 즉 호흡기체 내의 질소 성분을 줄임으로써 깊은 수심에서 나타나는 질소의 생리적 효과를 줄일 수 있다.

혼합기체 내의 성분기체들은 주어진 공간에서 서로 섞이기 때문에 호흡기를 통하여 다이버에게 전달되는 실린더 내의 혼합기체는 일정한 성분을 유지한다. 앞의 표에서는 전체 압력과 부분압의 관계를 보여주긴 하지만 수심을 10m씩 증가하면서 압력이 1기압 단위로 증가하는 것 만을 보여준다. 그러나 다이빙에서는 좀더 세밀한 계산이 요구될 경우도 있다.
기체의 성분 비율은 주로 %로 표현한다. (예: 79%=0.79) 우리는 앞에서 수심을 압력으로 전환하는 방법을 살펴보았다. 임의 수심에서 부분압을 계산하는 것은 간단하다. 단지 성분 비율에 주변압력을 곱하면 된다.