在标准状况下，两个氧原子结合形成高纯氧气，是一种无色无臭无味的双原子气体，化学式为O2。如果按质量计算，氧在宇宙中的含量仅次于氢和氦，在地壳中，氧则是含量丰富的元素。氧不仅占了水质量的89%，也占了空气体积的20.9%。
高纯氧气含氧化合物泛指一切含有氧元素的化合物，比氧化物范围大，对于组成物质的元素种类无要求。与氧原子、普通氧分子O₂和臭氧分子O₃的计算结果比较，显示O₄分子可以以正方形结构或正四面体结构形式存在，其中正方形结构更有可能是O4分子的真实空间结构。
高纯氧气是一种化学元素，其原子序数为8，相对原子质量为16.00。在元素周期表中，氧是氧族元素的一员，它也是一个高反应性的第2周期非金属元素，很容易与几乎所有其它元素形成化合物（主要为氧化物）。