Vários processos estão relacionados com o ciclo do oxigênio, destacando-se a fotossíntese. Nesse processo, organismos fotossintetizantes utilizam gás carbônico, na presença de luz solar, para formar moléculas orgânicas e liberam oxigênio, que é utilizado por seres vivos na respiração celular. Desse modo, podemos concluir que praticamente todo o planeta depende de maneira direta ou indireta da fotossíntese.
Na respiração celular, utiliza-se oxigênio e libera-se gás carbônico. Também são formadas moléculas de água, as quais apresentam oxigênio na composição de sua molécula. Desse modo, o oxigênio utilizado na respiração retorna ao ambiente na forma de moléculas de água e gás carbônico. O oxigênio também é utilizado nos processos de decomposição e combustão. No final desses processos, são liberados gás carbônico e água.
Não podemos esquecer ainda que o oxigênio, sob a ação dos raios ultravioleta do Sol, dá origem ao ozônio, que forma a camada de ozônio. Essa camada diminui a incidência da radiação ultravioleta no planeta, funcionando como um verdadeiro filtro protetor. Sem essa camada, teríamos um risco aumentado de sofrermos com maior incidência de câncer de pele, por exemplo.
Infelizmente o homem possui papel ativo na destruição da camada de ozônio, liberando substâncias na atmosfera que reagem e destroem o ozônio, como os gases chamados de clorofluorcarbonos (CFCs), que eram usados em produtos como sprays e refrigeradores. Atualmente o uso dos CFCs é proibido.