Το οξυγόνο είναι ένα άχρωμο, άοσμο, άγευστο αέριο. Η σχετική πυκνότητα αερίου (αέρας=1) στους 21,1°C και 101,3 kPa είναι 1,105 και η πυκνότητα του υγρού στο σημείο βρασμού είναι 1141 kg/m3. Το οξυγόνο δεν είναι τοξικό, αλλά η έκθεση σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τους πνεύμονες και το κεντρικό νευρικό σύστημα. Το οξυγόνο μπορεί να μεταφερθεί σε πίεση 13790 kPa ως μη υγροποιημένο αέριο ή ως κρυογονικό υγρό. Πολλές αντιδράσεις οξείδωσης στη χημική βιομηχανία χρησιμοποιούν καθαρό οξυγόνο αντί για αέρα προκειμένου να επωφεληθούν από υψηλότερους ρυθμούς αντίδρασης, ευκολότερο διαχωρισμό προϊόντων, υψηλότερη απόδοση ή μικρότερα μεγέθη εξοπλισμού.
Το οξυγόνο χρησιμοποιείται κυρίως για την αναπνοή. Υπό κανονικές συνθήκες, οι άνθρωποι λαμβάνουν οξυγόνο εισπνέοντας αέρα για να καλύψουν τις ανάγκες του σώματος. Ωστόσο, σε ορισμένες ειδικές περιπτώσεις, όπως καταδύσεις, ορειβασία, πτήση σε μεγάλο ύψος, διαστημική πλοήγηση και ιατρική διάσωση, λόγω της ανεπαρκούς ή πλήρους έλλειψης οξυγόνου στο περιβάλλον, οι άνθρωποι πρέπει να χρησιμοποιούν καθαρό οξυγόνο ή εξοπλισμό πλούσιο σε οξυγόνο να διατηρήσει τη ζωή. Αυτές οι καταστάσεις συχνά περιλαμβάνουν συνθήκες όπως μεγάλο υψόμετρο, χαμηλή ατμοσφαιρική πίεση ή κλειστούς χώρους που καθιστούν την καθημερινή αναπνοή του αέρα δύσκολη ή μη ασφαλή. Επομένως, σε αυτά τα συγκεκριμένα περιβάλλοντα, το οξυγόνο γίνεται βασικός παράγοντας για τη διατήρηση της φυσιολογικής αναπνοής στο ανθρώπινο σώμα.