分子（如二氧化碳）在紫外线辐射下所释放出来的。地球之所以有异常高的氧气，是因为氧循环。地球上的氧主要在大气、生物圈及岩石圈之间流动，是为生物地球化学循环。光合作用是氧循环的主要推动力，它决定了目前的地球大气成分。氧气通过光合作用释放到大气之中，再经唿吸作用、分解作用和燃烧离开大气。今天的大气氧含量处于平衡，氧气的生成率和消耗率相同，约为每年大气氧气总量的二千分之一。氧气也出现在海洋中。<chem>O2</chem>在低温海水中的溶解量更高（见物理性质一节），所以两极附近海洋的生物密度比其他海洋高许多。