Oksygen inngår i flere viktige kjemiske forbindelser i organisk kjemi, som proteiner, nukleinsyrer, karbohydrater og fett. Oksygen finnes også i uorganiske forbindelser som inngår i skjell, tenner og bein. Oksygen er det grunnstoffet man finner mest av i levende organismer, da oksygen inngår i vann, som er hovedbestanddelen i alle livsformer (eksempelvis består menneskekroppen av to tredeler vann. Cyanobakterier, alger og planter danner oksygen, og inngår i cellulær respirasjon hos alle høytstående livsformer. Oksygen er giftig for anaerobe organismer, som var den vanligste formen for liv på jorden inntil mengden fritt oksygen i atmosfæren økte. Fritt oksygen begynte å akkumuleres i atmosfæren for om lag 2,5 milliarder år siden, omtrent en milliard år etter at organismene oppsto. Toatomig oksygengass utgjør 20,95 prosent av volumet i luft. Oksygen er grunnstoffet som man finner mest av i jordskorpen. Oksygenforbindelser, som silisiumdioksid, utgjør samlet nesten halvparten av jordskorpens masse.