Zuurstof is een kleurloos, geurloos en smaakloos gas. De relatieve dichtheid van gas (lucht=1) bij 21,1°C en 101,3 kPa is 1,105, en de dichtheid van vloeistof bij kookpunt is 1141 kg/m3. Zuurstof is niet giftig, maar blootstelling aan hoge concentraties kan een negatieve invloed hebben op de longen en het centrale zenuwstelsel. Zuurstof kan bij een druk van 13790 kPa worden getransporteerd als niet-vloeibaar gas of als cryogene vloeistof. Veel oxidatiereacties in de chemische industrie gebruiken pure zuurstof in plaats van lucht om te profiteren van hogere reactiesnelheden, eenvoudiger productscheiding, hogere doorvoer of kleinere apparatuurafmetingen.