L'oxygène est présent dans tout l'univers. Il se forme lors des réactions nucléaires qui ont lieu dans les étoiles. Une grande partie de l'oxygène de l'univers est contenue dans l'eau.
De nombreuses formes de vie sur Terre dépendent de l'oxygène, et les mammifères en ont besoin d'une quantité importante. L'oxygène atmosphérique se compose principalement de deux molécules d'oxygène appariées, qui est la forme dont les mammifères ont besoin pour respirer. Après que la vie a commencé à apparaître sur Terre, il n'y avait que peu d'oxygène. Les premières formes de vie le créeraient en décomposant le dioxyde de carbone. Après que la concentration d'oxygène dans l'atmosphère ait augmenté, des formes de vie plus avancées ont commencé à prospérer
Cependant, une grande partie de l'oxygène de l'univers est combinée avec d'autres molécules. L'une des molécules les plus courantes et les plus importantes est l'eau, qui se compose de deux atomes d'hydrogène liés à un atome d'oxygène plus gros. Bien que l'eau puisse sembler rare sur d'autres planètes, elle est en fait assez courante. Les comètes sont recouvertes d'eau, Neptune contient une quantité importante d'eau. La lune jovienne Europa est recouverte de glace et les experts pensent qu'elle possède une grande mer souterraine d'eau liquide. Étant donné que les fusées dépendent de l'oxygène, certains futurologues pensent que les futurs voyageurs spatiaux utiliseront l'oxygène et l'hydrogène qu'ils contiennent pour fabriquer du carburant après avoir quitté la Terre.