(1) Antecedentes: Estudios previos sugieren que la exposición al dióxido de nitrógeno (NO) tiene un impacto negativo en la salud. Pero pocos estudios han explorado la asociación entre el NO y los lípidos en sangre o la glucosa plasmática en ayunas (FPG), así como las interacciones entre genes y contaminación del aire. Este estudio tiene como objetivo llenar este vacío de conocimiento basado en una cohorte de pedigrí en el sur de China. (2) Métodos: Empleando un diseño basado en pedigrí, 1563 individuos de 452 familias participaron en este estudio. Se midieron los niveles séricos de triglicéridos (TG), colesterol total (TC), colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDLC), colesterol de lipoproteínas de alta densidad (HDLC) y FPG. Investigamos las asociaciones entre la exposición a corto plazo al NO y los perfiles lipídicos o FPG utilizando modelos de regresión lineal mixta. La interacción genotipo-ambiente (GenoXE) para cada rasgo se estimó utilizando modelos de componentes de varianza. (3) Resultados: El NO se asoció inversamente con el HDLC pero directamente con el TG y el FPG. Los resultados mostraron que cada aumento de 1 g/m en NO en el día lag0 correspondía a una disminución del 1.926% (IC del 95%: 1.428-2.421%) en el HDLC y un aumento del 1.400% (IC del 95%: 0.341-2.470%) en el FPG. Además, observamos una interacción significativa genotipo-NO con el HDLC y el FPG. (4) Conclusión: Este estudio destacó la asociación entre la exposición al NO y los perfiles lipídicos en sangre o el FPG. Además, nuestra investigación sugirió la presencia de interacciones genotipo-NO en el HDLC y el FPG, indicando efectos de interacción específicos de loci potenciales. Estos hallazgos tienen el potencial de informar y mejorar la interpretación de estudios que se centran en interacciones específicas entre genes y el ambiente.