酸素は地殻中で最も豊富な元素であり、すべての燃焼と生物の呼吸の中心となる気体である。常温では無色無臭の気体で、密度は約 1.429 g/L、化学的に反応性が高く、ほとんどすべての元素と酸化物を形成できる。最大の工業消費は製鋼転炉への上吹き酸素である。溶銑に純酸素を吹き込むと余分な炭素、ケイ素、マンガン、リンが酸化除去され、銑鉄が直接鋼になる。これが塩基性酸素炉が平炉に取って代わった根本的な理由である。化学産業では純酸素または酸素富化空気を用いてアンモニア、エチレン酸化による酸化エチレン、石炭由来の合成ガス、有機廃棄物の焼却を行い、いずれも反応効率を高めエネルギー消費を削減する。
医療用酸素は救急、麻酔、高地、慢性呼吸器疾患の患者に使われ、病院の中央配管供給や在宅酸素濃縮装置は標準となっている。溶接・切断の現場では酸素アセチレン炎や酸素プロパン炎で金属を溶かしたり切断したりし、鋼構造物の現場建方や解体の主要な手段となっている。上下水道処理では、純酸素曝気は空気より効率的で、高濃度有機廃水や河川浄化に用いられる。宇宙分野では液体酸素が最も一般的なロケット酸化剤で、液体水素、ケロシン、メタンと組み合わせて大きな推力を得る。ほかにも酸素はガラス溶解、パルプ漂白、シリカ製造、タイヤへの酸素充填でも大量に消費される。
二酸化ケイ素（SiO2）は石英、砂、水晶の主成分で、ガラス、セメント、セラミックス、ケイ素製造の基礎原料であり、光学レンズ、光ファイバー、石英るつぼの中核材料でもある。水（H2O）は水素と酸素の典型的な化合物で、飲用、灌漑、冷却、発電、化学溶媒としてほぼすべての分野をカバーする。酸化鉄(III)（Fe2O3）は赤鉄鉱であり、製鉄の主要鉱石であると同時に、酸化鉄赤顔料として赤色塗料、着色アスファルト、床タイル、陶磁器釉薬に用いられる。そのほか一般的な酸素化合物には、石炭燃焼や火山に主に由来し硫酸工業の原料でもある二酸化硫黄（SO2）、炭酸飲料、溶接のシールド、温室の炭酸ガス施肥、ドライアイスのコールドチェーンに広く使われる二酸化炭素（CO2）がある。
