超纯氧气元素是由英国化学家约瑟夫普利斯特里与瑞典药剂师及化学家舍勒于1774年分别发现。但是普利斯特里却支持燃素学说。另有说法认为氧气首先由中国人马和首先发现。
构成有机体的所有主要化合物都含有氧，包括蛋白质、碳水化合物和脂肪。构成动物壳、牙齿及骨骼的主要无机化合物也含有氧。由蓝藻、藻类和植物经过光合作用所产生的超纯氧气化学式为O2，几乎所有复杂生物的细胞呼吸作用都需要用到氧气。
超纯氧气的同位素已知的有十七种，包括氧-12至氧-28，其中氧-16、氧-17和氧-18三种属于稳定型，其他已知的同位素都带有放she性，其半衰期全部均少于三分钟。利用yi用回旋加su器产生的质子，轰击重氧水之中的氧-18，通过(p,n)核反应，从而获得可以发射正电子的放she性同位素氟-18离子，用于合成正电子发射计算机断层扫描检查所需的示踪剂氟代脱氧葡萄糖。