El uso de terapias con NO o relacionadas con NO se ha diversificado a medida que los investigadores han ido adquiriendo nuevos conocimientos acerca del funcionamiento del NO en los sistemas circulatorio, inmunológico y nervioso. Las diversas funciones del NO también implican que los medicamentos más eficaces sean aquellos que sólo son activos en el tejido donde es necesario. Por esta razón, el uso de NO inhalado en bebés prematuros con hipertensión pulmonar persistente ha sido un éxito ya que esta molécula sólo se aplica al lugar adecuado, que los vasos sanguíneos de los pulmones de los prematuros que necesitan ayuda para tomar oxígeno.
Otra terapia relacionada con el NO que ha tenido gran éxito es el sidenafil (Viagra), medicamento para utilizado para la impotencia. Al desactivar una enzima que destruye el cGMP, producto de la enzima guanilato ciclasa, el sidenafil mantiene la señal de cGMP por más tiempo en los músculos peneanos y dilata los vasos sanguíneos.
El desarrollo de medicamentos, entonces, tendrá por objetivo obtener una acción selectiva, es decir que sólo actúen sobre una de las versiones de la NOS. Por ejemplo, los medicamentos que desactivan la NOS presente sólo en los macrófagos se podrían utilizar para enfermedades inflamatorias y autoinmunes. Los medicamentos que inactivan la NOS de las células cerebrales serían útiles para reducir la muerte celular y los daños cerebrales que se producen cuando el cerebro libera un exceso de NO ante una lesión o falta de oxígeno provocada por una embolia cerebral. Ambos tipos de medicamentos deben evitar la desactivación de la NOS de las células endoteliales, de modo que la presión arterial y el flujo de la sangre a los tejidos no se vean afectados.