配合物（）是包含O作为配体的一类配位化合物。携氧蛋白例如肌红蛋白、血红蛋白、血紫蛋白和血青蛋白引起了人们对这类化合物的研究兴趣。一些过渡金属能与O形成配合物，其中许多配合物的形成都是可逆的。 O的固定是许多重要现象中的第一步，例如细胞唿吸作用、腐蚀以及化学工业的生产。人工合成的双氧配合物最早在1938年制得，Co(II)的配合物可逆地结合了氧分子O。
O的单核配合物.O配体与单个金属中心原子有两种配位方式——端基配位(η-)和边桥基配位(η-)。这些化合物的成键与结构通常用单晶X射