制备超氧化物的方法包括：碱土金属中，钡和钙的超氧化物Ba(O)、Ca(O)也已制得。Mg、Zn、Cd的超氧化物仅以很小浓度，以固溶体的形式存在于相应的过氧化物中。固态超氧化物加热时分解，与二氧化碳反应经由过氧碳酸盐中间体，最终得到氧气和碳酸盐。超氧化钾可用作空间飞船和潜艇中的供氧剂。
生物化学.生物氧化中，一个氧气分子完全还原需要4个电子。如果氧分子仅被加入的单个电子还原，则形成的中间产物为超氧基团，即为超氧阴离子O，其性质活泼，易与多种大分子物质结合而使其失去活性。