Oksijen gazı, yanma ve oksidasyon reaksiyonlarında yüksek etkinliğe sahiptir. Bu özelliği sayesinde, Oksijen gazı birçok endüstride enerji üretimi için kullanılır. Yanma süreçlerini hızlandırarak ve oksidasyon reaksiyonlarını destekleyerek, oksijen gazı yüksek sıcaklıklar elde edilmesine ve işlemlerin daha verimli gerçekleştirilmesine olanak sağlar. Oksijen gazı, birçok kimyasal reaksiyona yüksek reaktivite gösterir. Bu özelliği, kimya endüstrisinde oksidasyon reaksiyonlarının ve sentez süreçlerinin katalizörü olarak kullanılmasını sağlar. Oksijen gazının reaktif doğası, birçok kimyasal bileşik ve ürünün sentezlenmesinde önemli bir rol oynar.

Oksijen gazı, su veya diğer çözücülerde yüksek çözünürlüğe sahiptir. Bu özelliği, oksijenin sulu çözeltiler içinde çeşitli reaksiyonlara girmesini ve biyolojik sistemlerde solunum ve metabolik süreçlerde kullanılmasını sağlar. Bu nedenle, tıp, su arıtma ve biyoteknoloji gibi endüstrilerde oksijen gazı yaygın olarak kullanılır. Oksijen gazı, mikroorganizmalar için toksik etkiye sahiptir. Bu özelliği, su ve atıksu arıtma, Gıda işleme ve hijyenik uygulamalar gibi endüstrilerde dezenfeksiyon ve sterilizasyon amaçlı kullanılmasını sağlar.

Oksijen, yanma süreçlerinde ve oksidasyon reaksiyonlarında temel bir rol oynar. Birçok endüstriyel süreçte, oksijen gazı yanıcı maddelerin yanmasını destekleyerek yüksek sıcaklıkta enerji üretimini sağlar. Örneğin, metalurji sektöründe çelik üretimi, oksijenin yanma işlemleriyle gerçekleştirilir. Kimya endüstrisinde, oksijen gazı bir oksidasyon ajanı olarak kullanılır. Birçok kimyasal süreçte, oksijen kimyasal reaksiyonlara katılır ve istenilen ürünlerin sentezlenmesi için gereklidir. Organik sentezlerde, oksijenin varlığı reaksiyon hızını artırabilir ve istenilen ürünlerin verimini yükseltebilir.

Oksijen gazı, su ve atıksu arıtma tesislerinde yaygın olarak kullanılır. Biyolojik arıtma süreçlerinde, oksijen mikroorganizmaların organik maddeleri parçalamasını sağlar ve arıtma verimini artırır. Ayrıca, suyun oksijenlenmesi, balık yetiştiriciliği ve su ekosistemlerinin sağlığını korumak için de önemlidir. Tıbbi oksijen olarak da bilinen endüstriyel oksijen gazı, tıbbi uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Solunum cihazları ve oksijen terapisi, solunum güçlüğü çeken hastalara oksijen sağlamak için kullanılır. Ayrıca, cerrahi prosedürlerde anestezi ile birlikte kullanılabilir.

Oksijen çelik, plastik, kumaş üretiminde, çelik oksijen kesiminde, roket tahrikinde, oksijen tedavisinde kullanılır. Oksijen yaygın olarak çelik, plastik, tekstil üretiminde, Çeliğin oksijenle kesilmesinde, roket tahrikinde, Oksijen tedavisi ve uçak, denizaltı, uzay uçuşları ve dalışta yaşam destek sistemlerinde kullanılmaktadır. Bir oksitleyici olarak Oksijen gazının çoklu uygulamaları büyük önem taşımaktadır. Oksijenin elektronegatifliği çok yüksektir, bu da onu reaksiyona duyarlı hale getirir. Sadece flor oksijenden daha yüksek bir elektronegatifliğe sahiptir. Oksijen , oksitleyici özelliklerinden dolayı füzelerde yakıt olarak kullanılır. Havadaki Oksijenin keşfi ve havadan çıkarılması pratik ihtiyaçları karşılar. 

Havayla çekilen Oksijenhelyum gibi düşük yoğunluklu gazlarla karışım halinde solunum yolu hastaları ve dalgıçlar için solunum karışımı olarak kullanılır. Oksijen ayrıca kaynak, çelik üretimi ve metanol üretiminde de kullanılır. Oksijen gazı hastanede en çok kullanılan medikal gazlardan biridir ve hayatta kalabilmek için yatan hasta odaları, ameliyathane, ameliyat sonrası bakım (derinleşme), kalp bakım ünitesi, yenidoğan servisi, Doğum ve Doğumhane gibi hastanenin birçok yerinde acil servis kullanılmaktadır. Bu gaz patlama ve yanma açısından çok tehlikelidir ve hidrojen ile reaksiyonu çok ekzotermiktir.

Oksijen gazı, genellikle yüksek saflıkta üretilebilir. Bu özelliği, Cam üretimi, elektronik ve yarıiletken endüstrileri gibi hassas süreçlerde kullanılmasını sağlar. Yüksek saflık, istenmeyen kirliliklerin ve katkı maddelerinin süreçleri etkilemesini önler. Hücrelerde, enerjinin yenen gıdadan çıkarılmasını sağlayan aerobik solunum için Oksijene ihtiyaç vardır. Bu nedenle evde ve hastanelerde ek Oksijen, amfizem gibi solunum bozuklukları olan kişiler için hayati önem taşır. Tıbbi işlemler için kasıtlı olarak kullanılan cerrahi hastalar için fazla Oksijene ihtiyaç duyulur, bu durumda "kalp ve akciğerler" hayati fonksiyonlarını sürdürürler.

Oksijen, yeterli gaz maruziyeti ile öldürülen bazı anaerobik bakterileri öldürmek için bir dezenfektan olarak kullanılabilir. Çelik fabrikalarında karbonu karbondioksit gazına dönüştüren ve yüksek yüksek fırında yüksek sıcaklıklarda gerçekleşen reaksiyon için oksijen gereklidir. Üretilen karbondioksit, demir oksitleri saf demir bileşiklerine indirger. Oksijen, kaynak torçları gibi metal içeren ve yüksek sıcaklık gerektiren uygulamalarda kullanılır.

Oksijen gazı, metal kesme, kaynak ve delme gibi metal işleme süreçlerinde yaygın olarak kullanılır. Metal kesme işlemlerinde oksijen kesici bir gaz olarak kullanılır ve yüksek hızda oksidasyon reaksiyonunu tetikleyerek metali keser. Ayrıca, oksijen gazı kaynak işlemlerinde kullanılarak yüksek sıcaklık ve enerji üretimi sağlanır. Oksijen gazı, cam üretimi sürecinde önemli bir rol oynar. Cam eritme işlemi sırasında oksijen, yanma işlemlerinde kullanılır ve kaliteyi artırmak için kullanılan bir gazdır. Oksijenin kullanımı, camın daha temiz, şeffaf ve homojen olmasını sağlar.