Nguồn natri nitrat tự nhiên lớn nhất được tìm thấy ở Chile và Peru, nơi các muối nitrat kết rắn lại trong các trầm tích gọi là quặng caliche.[3] Trong hơn một thế kỷ, nguồn cung cấp chủ yếu cho thế giới được khai thác bằng thuốc nổ từ hoang mạc Atacama ở bắc Chile cho đến khi, sang thế kỷ 20, hai nhà hoá học người Đức Fritz Haber và Carl Bosch phát triển một quá trình sản xuất amoniac từ không khí theo quy trình công nghiệp (xem quy trình Haber). Khi chiến tranh thế giới thứ nhất bùng nổ, nước Đức bắt đầu biến đổi amoniac từ quy trình này sang diêm tiêu Chile nhân tạo, rất thiết thực như nguồn nguyên liệu tự nhiên trong việc sản xuất thuốc súng và các loại vũ khí khác. Vào thập niên 1940, quá trình chuyển đổi này gây nên một kết quả đầy kịch tính trong nhu cầu natri nitrat trong tự nhiên.

Chile vẫn là nguồn dự trữ caliche lớn nhất, với nhiều mỏ đang hoạt động ở các vùng Pedro de Valdivia, María Elena và Pampa Blanca, và ở đó nó thường được mệnh danh là vàng trắng. Natri nitrat, kali nitrat, natri sunfat và iốt vẫn được khai thác bằng quá trình caliche. Cộng đồng dân cư vùng mỏ Humberstone và Santa Laura được tuyên bố là di sản thế giới vào năm 2005.

Natri nitrat được sản xuất trong công nghiệp bằng phản ứng trung hoà axit nitric với natri cacbonat.