El oxígeno es uno de los elementos más abundantes e importantes de la Tierra. Muchas de sus propiedades lo hacen muy importante para la composición y continuidad de varios sistemas en todo el universo. El oxígeno es un elemento muy reactivo; está involucrado en una variedad masiva de reacciones químicas diferentes y es absolutamente integral a muchos de los procesos químicos que ocurren sin parar alrededor y en toda la Tierra. Las propiedades específicas del oxígeno a nivel microscópico, como la alotropía y la electronegatividad, lo hacen esencial para la vida misma y para muchos procesos químicos orgánicos que son necesarios para la vida.
Cuando se habla de oxígeno, es común referirse a él en su forma gaseosa, aunque existen otras formas. Este elemento normalmente existe como dos átomos de oxígeno que están unidos y existen como un gas. A presiones particularmente altas, se puede comprimir a formas líquidas y sólidas; esto es raro, sin embargo, y rara vez ocurre en la naturaleza. El oxígeno diatómico, también conocido como oxígeno molecular, es incoloro e inodoro. Es esencial para muchos procesos que ocurren en los seres vivos, específicamente la respiración celular.
La alotropía es una de las propiedades importantes del oxígeno. Los alótropos se refieren a las diferentes formas en que un solo elemento se puede combinar para formar moléculas. El oxígeno diatómico, O2, es el alótropo más común, y el O3, el ozono, es otra forma gaseosa que es altamente reactiva y abundante en la atmósfera terrestre. O4 y O1 son alótropos relativamente inestables; Los átomos de O1, en particular, se conocen como radicales libres y son extremadamente reactivos. El oxígeno sólido puede existir en muchas formas diferentes, incluso como O8.
Hay muchos compuestos químicos diferentes que contienen átomos de oxígeno. El agua, con la fórmula química H2O, es probablemente el ejemplo más frecuente, ya que es visible en cantidades masivas en toda la Tierra. Son varias las propiedades del oxígeno que lo llevan a su alta reactividad y capacidad para formar compuestos. Es, por ejemplo, altamente electronegativo, lo que significa que es capaz de atraer electrones hacia sí mismo. El enlace químico ocurre cuando los electrones se transfieren o comparten, por lo que una alta electronegatividad generalmente conduce a una alta reactividad.
La combustión es uno de los muchos tipos diferentes de reacciones en las que a menudo participa el oxígeno. En las reacciones de combustión, un combustible se oxida, lo que significa que se descompone químicamente y parte de él es reemplazado por átomos de oxígeno. Es por eso que una vela deja de arder cuando se tapa y se retira de una fuente de oxígeno. Por lo general, es necesaria alguna fuente inicial de energía para que se produzca una reacción de combustión. Reacciones similares que involucran oxígeno también están involucradas en los procesos de producción de energía esencial en los organismos, como la respiración celular y la fotosíntesis.