在烴類的氧化、廢水的處理、火箭推進劑以及航空、航天，和潛水中供動物及人進行呼吸等方面均需要用氧。在金屬的切割和焊接中，是用純度的氧氣與可燃氣（如乙炔）混合，產(chǎn)生極高溫度的火焰，從而使金屬熔融。
普通氧氣含有兩個未配對的電子，等同于一個雙游離基。兩個未配對電子的自旋狀態(tài)相同，自旋量子數(shù)之和S=1，2S+1=3，因而基態(tài)的氧分子自旋多重性為3，稱為三線態(tài)氧。在受激發(fā)下，氧氣分子的兩個未配對電子發(fā)生配對，自旋量子數(shù)的代數(shù)和S=0，2S+1=1，稱為單線態(tài)氧?？諝庵械难鯕饨^大多數(shù)為三線態(tài)氧。紫外線的照射及一些有機分子對氧氣的能量傳遞是形成單線態(tài)氧的主要原因。單線態(tài)氧的氧化能力高于三線態(tài)氧。
氧氣無色無味氣體，熔點-218.8℃，沸點-183.1℃，相對密度1.14（-183℃，水=1），相對蒸氣密度1.11（空氣=1），飽和蒸氣壓506.62kPa（-164℃），臨界溫度-118.95℃，臨界壓力5.08MPa，辛醇/水分配系數(shù)：0.65。大氣中體積分數(shù)：20.95%（約21%）。
氧氣的化學性質比較活潑。除了稀有氣體、活性小的金屬元素如金、鉑、銀之外，大部分的元素都能與氧氣反應，這些反應稱為氧化反應，而經(jīng)過反應產(chǎn)生的化合物（有兩種元素構成，且一種元素為氧元素）稱為氧化物。一般而言，非金屬氧化物的水溶液呈酸性，而堿金屬或堿土金屬氧化物則為堿性。此外，幾乎所有的有機化合物，可在氧中劇烈燃燒生成二氧化碳與水。
