Oxigenul este printre cele mai abundente și mai importante elemente de pe Pământ. Multe dintre proprietățile sale îl fac foarte important pentru compoziția și continuitatea diferitelor sisteme din univers. Oxigenul este un element foarte reactiv; este implicat într-o varietate masivă de reacții chimice diferite și este absolut parte integrantă a multor procese chimice care au loc non-stop în jurul și pe tot cuprinsul Pământului. Proprietățile specifice ale oxigenului la nivel microscopic, cum ar fi alotropia și electronegativitatea, îl fac esențial pentru viața însăși și pentru multe procese chimice organice care sunt necesare vieții.
Când discutăm despre oxigen, este obișnuit să ne referim la acesta în forma sa gazoasă, deși există și alte forme. Acest element există în mod normal ca doi atomi de oxigen care sunt legați împreună și există ca gaz. La presiuni deosebit de mari, poate fi comprimat în forme lichide și solide; acest lucru este rar, totuși, și apare rar în natură. Oxigenul diatomic, cunoscut și sub numele de oxigen molecular, este incolor și inodor. Este esențială pentru multe procese care au loc la creaturile vii, în special respirația celulară.
Alotropia este una dintre proprietățile importante ale oxigenului. Alotropii se referă la diferitele moduri prin care un singur element poate fi combinat pentru a forma molecule. Oxigenul diatomic, O2, este cel mai comun alotrop, iar O3, ozonul, este o altă formă gazoasă care este foarte reactivă și abundentă în atmosfera Pământului. O4 și O1 sunt ambii alotropi relativ instabili; Atomii de O1, în special, sunt cunoscuți ca radicali liberi și sunt extrem de reactivi. Oxigenul solid poate exista sub multe forme diferite, inclusiv ca O8.
Există mulți compuși chimici diferiți care conțin atomi de oxigen. Apa, cu formula chimică H2O, este probabil cel mai răspândit exemplu, deoarece este vizibilă în cantități de masă pe Pământ. Există mai multe proprietăți ale oxigenului care îi conduc la reactivitatea sa ridicată și capacitatea de a forma compuși. Este, de exemplu, foarte electronegativ, ceea ce înseamnă că este capabil să atragă electroni la sine. Legătura chimică are loc atunci când electronii sunt transferați sau împărțiți, astfel încât electronegativitatea ridicată duce, în general, la o reactivitate ridicată.
Arderea este unul dintre multele tipuri diferite de reacții în care este adesea implicat oxigenul. În reacțiile de ardere, un combustibil este oxidat, ceea ce înseamnă că este descompus chimic și o parte din acesta este înlocuit cu atomi de oxigen. Acesta este motivul pentru care o lumânare nu mai arde atunci când este acoperită și îndepărtată dintr-o sursă de oxigen. De obicei, o sursă inițială de energie este necesară pentru a provoca o reacție de ardere. Reacții similare care implică oxigen sunt, de asemenea, implicate în procesele esențiale de producere a energiei în organisme, cum ar fi respirația celulară și fotosinteza.