可利用液氮的低温使空气中的氧气凝结。极光和气辉（夜辉）的部分颜色来自于氧气分子的光谱。氧气分子会吸收赫茨贝格连续区和舒曼–龙格带内的紫外辐射，形成原子氧。这一过程对大气中层的化学有重要的作用。在激发态下的单态氧在溶液中会化学发光，呈红色。氧气具有顺磁性。在实验室中，用强力磁铁可以使液氧悬浮在两个磁极之间。通过分析某个氧气样本的顺磁性，可得出样本中氧气的纯度。
同位素与来源.自然界中的氧元素由<chem>^16O</chem>、<chem>^17O</chem>及<chem>^