氧气的化学性质比较活泼。除了惰性气体、活性小的金属元素如金、铂、银、钯之外，大部分的元素都能与氧起反应，这些反应称为氧化反应，而反应产生的化合物称为氧化物。一般而言，非金属氧化物的水溶液呈酸性，而碱金属或碱土金属氧化物则为碱性。此外，几乎所有的有机化合物，可在氧中剧烈燃生成二氧化碳与水。 氧原子的结构
（1）、氧气跟金属反应：
与钾的反应：
4K+O2=2K2O，钾的表面变暗
2K+O2=K2O2；K+O2=KO2（超氧化钾），（条件：点燃或加热，两个反应同时进行）
与钠的反应：
4Na+O2=2Na2O，钠的表面变暗
2Na+O2=Na2O2（条件：点燃或加热），产生黄色火焰，放出大量的热，生成淡黄色粉末。
与镁的反应；2Mg＋O2=2MgO（条件：点燃），剧烈燃烧发出耀眼的强光，放出大量热，生成白色固体。
与铝的反应；4Al＋3O2=2Al2O3（条件：点燃），发出明亮的光，放出热量，生成白色固体。
与铁的反应；
4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3·xH2O，（铁锈的形成）
3Fe＋2O2=Fe3O4（条件：点燃），红热的铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。
与锌的反应：2Zn+O2=2ZnO（条件：点燃），
与铜的反应；2Cu＋O2=2CuO（条件：加热），加热后亮红色的铜丝表面生成一层黑色物质。
（2）、氧气跟非金属反应：
与氢气的反应：2H2+O2=2H2O（条件：点燃），产生淡蓝色火焰，放出大量的热，并有水生成。
与碳的反应：CO2（carbon dioxide)
(碳+氧气→二氧化碳)C＋O2=CO2（条件：点燃），剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成使石灰水变浑浊的气体。
氧气不完全时则产生一氧化碳：2C+O2=2CO（条件：点燃）。
与硫的反应：S＋O2=SO2（条件：点燃），发生明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体，该气体也能使成清石灰水变浑浊，且能使酸性高锰酸钾溶液或品红溶液褪色。
与红磷的反应：4P＋5O2=2P2O5（条件：点燃），剧烈燃烧，发光放热，生成白烟。（P4O10为五氧化二磷的分子式，此处写P2O5亦可）
与白磷的反应：P4+5O2=2P2O5，白磷在空气中自燃，发光发热，生成白烟。
与氮气的反应：N2+O2=2NO（条件：放电）
与氧气的反应：3O2=2O3（条件：放电）
（3）、氧气跟一些有机物反应，如甲烷、乙炔、酒精、石蜡等能在氧气中燃烧生成水和二氧化碳。
气态烃类的燃烧通常发出明亮的蓝色火焰，放出大量的热，生成水和能使澄清石灰水变浑浊的气体。
甲烷：CH4＋2O2=CO2＋2H2O（条件：点燃）
乙烯：C2H4+3O2=2CO2+2H2O（条件：点燃）
乙炔：2C2H2＋5O2=4CO2＋2H2O（条件：点燃）
苯：2C6H6+15O2=12CO2+6H2O（条件：点燃）
甲醇：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O（条件：点燃）
乙醇：CH3CH2OH+3O2=2CO2+3H2O（条件：点燃）
碳氢氧化合物与氧气发生燃烧的通式：4CxHyOz+(4x+y-2z)O2=4xCO2+2yH2O（条件：点燃）（通式完成后应注意化简！下同）
烃的燃烧通式：4CxHy+(4x+y)O2=4xCO2+2yH2O（条件：点燃）
乙醇被氧气氧化：2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O（条件：Cu，加热）
此反应包含两个步骤：(1)2Cu+O2=2CuO（加热）(2)CH3CH2OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O（加热）
氯仿与氧气的反应：2CHCl3+O2=2COCl2(光气)+2HCl
（4）、氧气与其它化合物的反应：
硫化氢的燃烧：（完全）2H2S+3O2=2H2O+2SO2；（不完全）2H2S+O2=2H2O+2S（条件：点燃）
煅烧黄铁矿：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2（条件：高温）
二氧化硫的催化氧化：2SO2+O2=2SO3（条件：V2O5，加热）
空气中硫酸酸雨的形成：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
氨气在纯氧中的燃烧：4NH3+3O2(纯)=2N2+6H2O （条件：点燃）
氨气的催化氧化：4NH3+5O2=4NO+6H2O （条件：Pt，加热）
一氧化氮与氧气的反应：2NO+O2=2NO2
