El oxígeno es el elemento más abundante de la corteza terrestre y el gas central de toda combustión y de la respiración biológica. A temperatura ambiente es un gas incoloro e inodoro con una densidad de unos 1,429 g/L, químicamente reactivo y capaz de formar óxidos con casi todos los elementos. Su mayor consumo industrial es el oxígeno soplado por la parte superior en los convertidores siderúrgicos: el oxígeno puro inyectado en el baño fundido oxida y elimina el exceso de carbono, silicio, manganeso y fósforo, transformando el arrabio directamente en acero; esta es la razón fundamental por la que los hornos de oxígeno básico sustituyeron a los hornos Martin-Siemens. La industria química usa oxígeno puro o aire enriquecido en oxígeno para producir amoníaco, óxido de etileno por oxidación del etileno, gas de síntesis a partir de carbón e incineración de residuos orgánicos, todo lo cual mejora la eficiencia de reacción y reduce el consumo de energía.
El oxígeno medicinal se usa en urgencias, anestesia, a gran altitud y en pacientes con enfermedades respiratorias crónicas; el suministro centralizado de oxígeno en hospitales y los concentradores domésticos se han vuelto estándar. Los talleres de soldadura y corte emplean llamas oxiacetilénicas y oxipropánicas para fundir o seccionar metales, que es el método principal para el montaje y la demolición de estructuras de acero in situ. En el tratamiento de aguas y aguas residuales, la aireación con oxígeno puro es más eficaz que la de aire y se usa para aguas residuales orgánicas de alta carga y para la recuperación de ríos. La industria aeroespacial usa oxígeno líquido como el oxidante de cohete más común, combinado con hidrógeno líquido, queroseno o metano para dar un alto empuje. El oxígeno también se consume mucho en la fusión de vidrio, el blanqueo de pasta de papel, la producción de sílice y el inflado con oxígeno de neumáticos.
El dióxido de silicio (SiO2) es el componente principal del cuarzo, la arena y el cristal de roca, y es la materia prima básica del vidrio, el cemento, la cerámica y la fabricación de silicio, además del material central de las lentes ópticas, las fibras ópticas y los crisoles de cuarzo. El agua (H2O) es el compuesto clásico de hidrógeno y oxígeno y abarca el consumo humano, el riego, la refrigeración, la generación de energía y los disolventes químicos en prácticamente todos los sectores. El óxido de hierro(III) (Fe2O3) es la hematita: el principal mineral para la fabricación de hierro y, en forma de pigmento rojo de óxido de hierro, se usa en pinturas rojas, asfalto coloreado, baldosas y esmaltes cerámicos. Otros compuestos comunes del oxígeno son el dióxido de azufre (SO2), procedente sobre todo de la combustión de carbón y de los volcanes y también materia prima de la industria del ácido sulfúrico, y el dióxido de carbono (CO2), muy usado en bebidas carbonatadas, protección en soldadura, fertilización en invernaderos y cadenas de frío con hielo seco.
