一、笑气麻醉作用的发现
麻醉药的发现要追溯到18世纪后叶，英国的杰出化学家普利斯特列（Joseph Priestley）和法国的拉瓦西（Lavoisier）对空气中氧的发现和氧的效用的认识。普利斯特列在1771年制造出氧气，1772年制造出了氧化亚氮（N2O），这就是后来成为第一种麻醉药的笑气。1775年他报告了他的发现，并指出蜡烛在氧气中燃烧得更旺。他把老鼠分别放在密闭的同体积的氧气和空气中，在氧气中的老鼠可以活的时间更长。拉瓦西的研究则侧重于氧气与呼吸的关系，他通过实验表明空气中有两种气体，一种与燃烧和呼吸有关，另一种是惰性的（后来证明惰性气体不是单一的成分）。他发现动物对氧的消耗与从事的活动和喂养的食物类型有关，还和环境的温度有关。他的这些观察已涉及到呼吸的基础理论问题。由于人们对氧气在呼吸及维持生命中作用的了解，后来在吸入性全身麻醉药中都需要加入一定比例的氧气，这不能不说是与普利斯特列和拉瓦西的研究工作有关。
可惜的是，由于法国的革命，中断了这两位化学家的研究工作，不然麻醉药的发现可能会提前几十年。拉瓦西在1794年被法国的革命派送上了断头台。普利斯特列由于同情和支持法国革命遭到暴徒袭击，他们烧毁了他的家和他的全部科学实验结果，迫使他后来迁居美洲，因而中断了实验研究。
英国的贝道斯（Thomas Beddoes）在牛津大学学习时，就对化学很感兴趣，特别是对当时发展很快的气体领域更感兴趣。他提出吸入各种气体对于治疗各种疾病，尤其是肺部的疾病有好处。这个观点其实已被普利斯特列提出过。普利斯特列曾提出，吸入二氧化碳可以治疗“肺溃疡”。贝道斯在1794年建立了“气体力学研究所”，他第一个录用的人叫戴维（Humphrey Davy）。戴维在贝道斯和其他医生的指导下，制备和使用各种气体，很快就掌握了由硝酸铵蒸馏制备各种不同纯度的氧化亚氮的技术。1800年他完成了他的论文，题目为《主要涉及氧化亚氮和呼吸的化学和哲学研究》。他的论文的第三部分，是各种动物吸入氧化亚氮的效用和对血液的作用。戴维注意到动物在氧化亚氮中会失去知觉，但可以恢复。他在论文中写了用一只健壮的猫做实验的详细过程：“五分钟后，它的脉搏很难感觉到，它不动了，似乎完全失去了知觉。五分钟后它被从容器中取出，几秒钟后它开始动了并做深吸气，五分钟后它试图抬它的腿，在八九分钟后它能走动……大约半个小时后它完全恢复了。”这是吸入麻醉药可以很快恢复知觉的极好描述。他也做了用氧气与氧化亚氮混合气体对动物的作用实验，为以后使用吸入性麻醉药要与氧混合提供了实验依据。他在论文的最后一部分写了自己和同事使用氧化亚氮后的感觉。“在我完全耗尽肺中的空气后，我从汞封的气体容器中吸入纯的氧化亚氮，立即产生欣快的感觉……”，“在实验中期，欣快感达到高潮，然后逐渐消失，肌肉上的压力感觉也消失了，不再有感觉。……同时自控的能力完全被摧毁，因此我张着口的嘴唇逐渐垂落下来”。戴维的同事使用氧化亚氮的感觉是：“它首先使我感到眩晕，同时我的手和脚感到刺痛，我好像失去了自身的重量，好像我是沉到了地下，然后我感到无力，不想活动，甚至连呼吸都不能进行。……逐渐一阵昏迷和神志不清，气体袋从我的手中落地。”这些都是氧化亚氮能产生麻醉作用的很好描述。戴维在论文的最后写道：“氧化亚氮可以毁掉身体的痛觉，它应用于不大量流血的外科手术过程可能是有好处的。”
戴维发表了他的论文以后，英国伦敦皇家哲学研究所注意到了他的工作并委任以化学助教，这样就使得他以后成为了历史上有名的化学家。他在“气体动力研究所”仅两年的时间，就为氧化亚氮发展成为麻醉药打下了足够的基础。
二、笑气晚会
戴维的论文，对于把氧化亚氮应用于外科手术并未产生什么影响。其原因之一是他的论文印的数量很少，看到的人不多；另一个原因是他的论文没有着重于对氧化亚氮可使痛觉消失方面的描述。相反，他描述吸入氧化亚氮引起的欣快感觉却引起了一些人的兴趣，而且还传入了新大陆——美国。
当美国人知道了氧化亚氮能使人欣快，甚至能引起难以控制的狂笑时，就将它用作一种寻欢作乐的新方法。氧化亚氮就被名以“笑气”并广泛流传了。
在美国的一些乡村和小镇里，经常出现一些杂耍艺人，他们推着装有笑气袋的小车，一村一镇地巡回演出。艺人吸入笑气以后引起兴奋和狂笑等各种各样的怪状，吸引了大量的观众，因此得到不少的酬金。英国化学家的研究变为美国艺人的“生财之道”似乎是可悲的，但是，被“有心人”观察并把笑气发展为外科麻醉药，这可谓是“无巧不成书”了。
美国的大学生、医学生和一些有身份的青年男女，别出心裁地组织“笑气晚会”。参加晚会的人都吸入笑气，然后大笑，如醉如痴，从中得到欢乐，使“笑气晚会”成为“笑的晚会”、“狂欢晚会”。这种做法在美国曾一度流行，有的地方还成立了“笑气协会”，负责筹办“笑气晚会”和“笑气讲演”。
1844年12月10日，美国29岁的牙科医生韦尔斯（Horace Wells）和他的妻子一同到康奈狄卡州的哈特福德去看一次舞台表演，那次表演主要是介绍笑气的制造，同时让参加者也享受一下这种娱乐。表演者吸入笑气后，很快就变得狂躁并跳下舞台在表演厅里追逐一名男子，不慎摔倒在一张椅子上，在胫部划了很深的一个口子。通常受这种伤是很痛的，但韦尔斯注意到表演者若无其事，丝毫没有疼痛和不舒服的表情。韦尔斯上前去和他谈话，问他是否很疼，他却回答说一点也不疼。有心的韦尔斯就想到，笑气也许能应用于牙科。
三、笑气用作麻醉药
韦尔斯当时正因为有一颗智齿疼痛而困扰着他。他也是惧怕拔牙的疼痛而迟迟不肯拔掉这颗牙。当天晚上，他就让他的助手去说服组织那次表演的人，让他试用笑气于拔牙。第二天组织者带来一袋笑气让韦尔斯吸，在韦尔斯失去知觉后，助手迅速用钳子拔出了那颗智齿。韦尔斯苏醒过来后说：并不疼，就像针扎了一下似的。于是他兴奋地说：“拔牙的新时代到来了。”这句话被记录在麻醉学的史书中。
从此以后，韦尔斯就开始将笑气用于拔牙前的麻醉。这就是第一种麻醉药的诞生经过。
笑气的学名为氧化亚氮（N2O），它的相对分子质量为44.02，为无色气体，味微甜，在室温下非常稳定，比空气重1.5倍，能助燃。它是由硝酸铵加热分解而得：NH4NO3250℃△N2O↑＋2H2O1845年，韦尔斯到波士顿去看望过去的合作者摩尔顿（William Thoma Green Morton），并一起去请教摩尔顿的老师——著名的地质化学家杰克逊（Charles Thomas Jackson）教授有关笑气的问题。杰克逊没有回答他的问题，只是劝他停止这种研究。韦尔斯没有听从杰克逊的劝告，他满怀信心地向哈佛大学的学生作了一次“无痛拔牙”的表演。表演时教室里座无虚席，大家都对“无痛拔牙”很感兴趣。十分不幸的是因为笑气的用量不够（因为当时没有计量的方法），拔牙时病人大声叫痛，参观表演的学生们嘲笑韦尔斯是“骗子”，并把他嘘出大门。此后，韦尔斯虽然做了许多次无痛拔牙，而且都很成功，但是他的成就一直无法被公众认可。
氧化亚氮（笑气）由于其麻醉持续时间短，则只能应用于短时间的小手术。在韦尔斯之后，氧化亚氮一直在临床上用作麻醉药。