Кисеоник је хемијски реактиван. Са изузетком племенитих гасова и релативно нереактивних металних елемената-као што су злато, платина и сребро-већина елемената је способна да реагује са кисеоником.
Све хемијске реакције које укључују сагоревање или спору оксидацију-то јест, реакције у којима се супстанца комбинује са кисеоником-тече веома брзо и енергично у атмосфери чистог кисеоника, истовремено ослобађајући значајну количину топлоте. На пример, ако се дрвена удлага која тиња (али још не гори) стави у посуду напуњену кисеоником, она ће избити у јак пламен. Слично, ако се комад сумпора-који гори белим пламеном у ваздуху-унесе у посуду са кисеоником, он ће се изненада запалити и изгорети љубичастим пламеном. Поред своје неспособности да реагује са племенитим гасовима као што су хелијум, неон и аргон, као и са одређеним нереактивним металима, кисеоник је способан да се комбинује са свим другим металним и неметалним елементима да би формирао оксиде.
