旋状态相同，自旋量子数之和S = 1，2S + 1 = 3，因而基态的氧分子自旋多重性为3，称为三线态氧。在受激发下，氧气分子的两个未配对电子发生配对，自旋量子数的代数和 S = 0，2S + 1 = 1，称为。空气中的氧气绝大多数为三线态氧。紫外线的照射及一些有机分子对氧气的能量传递是形成单线态氧的主要原因。单线态氧的氧化能力高于三线态氧。单线态氧的分子类似烯烃分子，因而可以和双烯发生狄尔斯-阿尔德反应。
毒性.虽然唿吸需要氧气，但是人和动物长期待在高压氧舱中，或者唿