L'atome d'oxygène a deux niveaux d'énergie, avec deux électrons dans l'orbitale s du premier, deux électrons dans l'orbitale s du second et quatre électrons dans l'orbitale p du second. Il possède huit électrons, huit protons et huit neutrons.
Un atome d'oxygène a un rayon atomique de 0,65 angström et un rayon ionique de 1,4 angström. Son volume atomique est de 14 centimètres cubes par mole, tandis que son rayon covalent est de 0,73 angströms. Le numéro atomique de l'oxygène est 8 et son poids atomique est de 15,99 unités de masse atomique unifiée. Les états d'oxydation possibles pour un atome d'oxygène sont +2, +1, ?1 et ?2.
