O</chem>三种稳定同位素组成，其中<chem>^16O</chem>的丰度最高（99.762%）。大部分<chem>^16O</chem>是在大质量恆星氦聚变过程晚期合成，也有一部分源于氖燃烧过程。<chem>^17O</chem>主要是在碳氮氧循环中从氢至氦的聚变过程中产生，因此分佈在恆星内部的氢聚变区域。N在捕获一个He原子核后变为<chem>^18O</chem>，因此<chem>^18O</chem>分佈在大质量恆星的氦区域。在稳定同位素以外，氧还有14种放射性同位素。最稳定的为<ch