L'oxygène est chimiquement réactif. À l'exception des gaz rares et des éléments métalliques relativement peu réactifs-tels que l'or, le platine et l'argent-, la plupart des éléments sont capables de réagir avec l'oxygène.
Toutes les réactions chimiques impliquant une combustion ou une oxydation lente-c'est-à-dire des réactions dans lesquelles une substance se combine avec de l'oxygène-se déroulent très rapidement et vigoureusement dans une atmosphère d'oxygène pur, libérant simultanément une quantité substantielle de chaleur. Par exemple, si une attelle de bois fumante (mais pas encore brûlante) est placée dans un récipient rempli d’oxygène, elle éclatera en une flamme vive. De même, si un morceau de soufre-qui brûle avec une flamme blanche dans l'air-est introduit dans un récipient d'oxygène, il s'enflammera soudainement et brûlera avec une flamme violette. Outre son incapacité à réagir avec les gaz rares tels que l'hélium, le néon et l'argon, ainsi qu'avec certains métaux non réactifs, l'oxygène est capable de se combiner avec tous les autres éléments métalliques et non métalliques pour former des oxydes.
