Cięcie tlenowe polega na wprowadzaniu tlenu w celu zwiększenia temperatury ogrzewania gazu tnącego, takiego jak acetylen. Poprzez wprowadzenie tlenu do płomienia przez głowicę palnika tnącego zwiększa się ciepło, a operator jest w stanie dostroić płomień tnący, aby uzyskać pożądany efekt. Cięcie tlenowe wykorzystuje również sprężony tlen do wydmuchiwania zlikwidowanego metalu poza ścieżkę cięcia.
Cięcie i spawanie tlenem acetylenu to popularna metoda naprawy i tworzenia konstrukcji metalowych tam, gdzie nie ma dostępnej energii elektrycznej. Praktyka cięcia tlenem lub tlenowo-acetylenowym, jak jest powszechnie nazywana, sprawia, że cięcie grubej stali jest łatwym zadaniem w prawie każdym miejscu pracy. Większość placów budowy na całym świecie posiada na miejscu co najmniej jeden system cięcia tlenem acetylenu.
Dodanie tlenu do dowolnego płomienia powoduje, że płomień pali się goręcej. Podobnie jak dmuchanie w ognisko, aby rozpalić materiał, wprowadzenie tlenu do dowolnego gazu opałowego spowoduje wzrost temperatury, w której się pali. Często w palniku do cięcia zamiast droższego acetylenu stosuje się propan. Wynika to częściowo ze zdolności tlenu do tworzenia cieplejszego płomienia z propanem, co pozwala mu przecinać metal.
Cięcie tlenowe również oszczędza gaz. Ilość gazu użytego do wytworzenia płomienia tnącego jest mniejsza niż połowa ilości zużytego tlenu. Acetylen jest używany tylko do rozpalenia podstawowego ognia w głowicy palnika, a tlen do regulacji poziomu ciepła na końcówce płomienia. Płomień jest regulowany od matowopomarańczowego do jasnoniebieskiego poprzez dodanie tlenu do mieszanki gazowej. Podczas używania systemu do spawania gazowego, tlen jest dodawany, aż długi płomień zamienia się w krótki, skoncentrowany ogień.
Podczas regulacji palnika do cięcia tlenem tlen jest regulowany na dwa sposoby. Gaz jest zapalany i regulowany, aż z płomienia przestanie wydobywać się czarny dym. Tlen jest następnie dodawany do płomienia, aż płomień będzie jasnoniebieski, co oznacza, że temperatura jest najwyższa. Na koniec, zawór cięcia tlenem jest regulowany, aż płomień przybierze krótki, jasnoniebieski kolor i płomień nie zmieni się zbytnio po naciśnięciu dźwigni tlenu. Powoduje to głośny dźwięk dmuchania, który oczyszcza ścieżkę cięcia z wszelkich pozostałości stopionego metalu.