原子氧 在高层大气所含的氧中，以单原子氧和三原子的臭氧居大多数，在大气压力减低和受到紫外线照射的条件下，双原子的氧气可以解离成为原子氧。同时， 阳光把水蒸汽的分子分解成单原子氧和氢。
    原子氧的化学性质较分子氧活泼，除去氦、氖、氩三种惰性气体之外， 原子氧同所有元素都可以形成化合物口而且，除了惰性气体以及卤素和少数几种贵金属外， 原子氧同所有元素都能在室温或加热的条件下直接化合。所以，原子氧也称为“活性氧”。
    氢气 地面和下层大气中的氧，几乎都是双原子的氧分子， 就是我们一般所说的氧气(0₂)。动物和低级植物都吸入氧气，在体内转换成二氧化碳呼出。陆地上的绿色植物和江河湖海里的藻类则吸．入二氧化碳，通过阳光的照射和“叶绿素”的作用， 把二氧化碳同水“光合”成碳水化合物，同时把氧呼出，使氧返回到大气或水中。 空气中游离的氧，大部分来自这个氧的循环，其中约90％来自水生藻类的光合转化。
    氧气是无色、无味、无臭的气体。它比空气稍重，在标准状态(温度0℃，压力760毫米汞性)下，其密度为每升1.4290克，每1立方米氧气的重量为1．429公斤。随着温度的增加，氧气的比重下降。
    在常压下，把氧气冷却到它的沸点-182．96℃时， 就变成淡蓝色透明而易流动的液态氧。液体氧的密度是每毫升1．142克，每1立方米液态氢的重量是1140．5公斤。 如果继续冷却到它的熔点-213．4℃时，就会开始凝固，成为蓝色结晶状的固态氧。 固态氧的密度是每毫升1．27-1．30克。
    氧能溶于水，但是能够溶解的量不多。在0℃和一个大气压的水中，能够溶解的氧。气大约占水的体积的4.9％。鱼类等其它海洋生物，就是靠这些溶解在水中的氧气维持着生命活动的。
    氧的化学性质很活泼，很容易同其它物质化合生成化合物， 这过程称为氧化反应。如果氧化反’应在纯氧中进行，则反应过程异常剧烈，同时放出大量的热。
    氧气可助燃，它和可燃气体(氢、乙炔、甲烷等)混合后，容易引起爆炸。 被氧饱和的衣服和其它纺织品，一遇火种就会立即着火口各种油脂与压缩氧气接触， 温度超过燃点时，可以发生自燃。
    臭氧 氧原子同没有解高的双原子氧合并， 就形成了每，个分子由三个原子组成的臭氧(0₃)。通过在氧气流或干燥的空气流中放电，可以制备出臭氧。 臭氧是有刺激性臭味的淡蓝色气体，它的密度相当于氧气的1．658倍。在-112．4℃时凝成深蓝色液体， 在-251．4℃时冻结成周态。
    臭氧的反应性比氧强得多，可以用作化工生产的氧化剂， 漂白剂和饮水消毒的杀菌剂，被广泛用于污水处理飞环境保护和合成化学工业等方面。
    在高空大气当中，氧分子受到太阳辐射中短于242纳米的短波紫外线辐射，形成臭氧而形成的臭氧又被太阳辐射中短于300纳米的短波紫外线辐射所破坏。在距地表10—50公里的大气层中，臭氧的形成与破坏作用大体平衡，臭氧的含量保持稳定， 这就是所谓的“臭氧层”。不过，由于这个高度层的大气十分稀薄，所以同下层大气的密度相比， 臭氧层的绝对数量是很微小的——如果把大约40公里厚度的“臭氧层”所拥有的大气， 压缩成海平面的大气密度，也许只剩下几个毫米厚了。
    在距离地表20公里以下的大气当中，由于光化学作用生成的臭氧， 更是微乎其微，通常的大气臭氧浓度约为0.1-1.1ppm。伴随着天空中的雷放电或无声放电， 或者在复印机等一些电气设备周围，空气中的一部分氧气会由于电化学作用转化成为臭氧， 产生一种特殊的新鲜气味，使人感到清新爽快。但是，如果臭氧的浓度较高时， 则会形成特殊的臭味，而且具有毒性。当臭氧浓度增加到1ppm的时候，则可对呼吸道粘膜产生刺激。
    工业造成的空气污染物质向高空扩散，会破坏臭氧， 降低臭氧层对于紫外辐射的屏蔽作用，给人类和其它生物带来严重危害。现已证实， 破坏臭氧层的罪魁祸首是一些含有氯成分的氟利昂制冷剂，即氯氟烃类的化合物。氯氟烃类化合物都是由氯(C1)、 氟(F)飞和碳(C)三种元素组成，所以代号为CFC。这种化合物的化学性质非常稳定，散发到空气中大多不能分解，于是便升高聚集在高空的平流层。 而平流层的紫外线非常强烈，紫外线能够使氯氟烃分解，释放出氯原子。氯原子同臭氧有亲和作用， 生成氧化氯和氧分子。氧化氯又同氧原子起作用，重新生成氯原子， 这个氯原子又去破坏另外的臭氧分子。这样循环不已，一个氯氟烃分子可以破坏掉无数个臭氧分子， 打破了大自然光化学作用的臭氧平衡。因此，逐步禁用氟利昂，以控制空气污染，保护臭氧层， 已经引起全社会的重视。