22状态下的氧气有抗磁性，而formula_20状态下的氧气则因为既有的轨道磁矩而具有顺磁性，其磁强度与三重态氧相约。单态氧对于有机物的反应性比普通氧气分子强得多。短波长光在分解对流层中的臭氧时会产生单态氧。在免疫系统中，单态氧是活性氧的来源之一。光合作用会利用阳光的能量，从水产生出单态氧。在进行光合作用的生物中，类胡萝卜素有助吸收单态氧的能量，并将它转换成基态氧，从而避免单态氧对组织造成损坏。
同素异形体.双原子氧（<chem>O2</chem>），亦即氧气，是氧元素在地球上