在标准状况下，两个氧原子结合形成高纯气体，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%。
高纯气体元素的另一个同素异形体是臭氧。在高海拔形成的臭氧层能够隔离来自太阳的紫外线辐射。但是接近地表的臭氧则是一种污染，这些臭氧主要存在于光化学烟雾中。
高纯气体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。