物及某些节肢动物利用血蓝蛋白承载氧气，蜘蛛及海螯虾则利用蚯蚓血红蛋白。含血红蛋白的血液每公升可溶解200立方厘米的<chem>O2</chem>。在发现厌氧动物之前，人们曾以为氧气是所有复杂生物所必要的物质。生物体消耗氧气之后所产生的活性氧类有超氧化物（<chem>O2^-</chem>）、过氧化氢（<chem>H2O2</chem>）等。复杂生物免疫系统中有一些部分会生成过氧化物、超氧化物和单态氧来攻击入侵的微生物。在抵御病原攻击的植物过敏反应之中，活性氧类也起着重要的作用。氧对专性厌氧生物有破坏