El oxígeno se encuentra en todo el universo. Se forma en las reacciones nucleares que tienen lugar en las estrellas. Gran parte del oxígeno del universo está contenido en el agua.
Muchas formas de vida en la Tierra dependen del oxígeno, y los mamíferos necesitan una cantidad significativa de él. El oxígeno atmosférico consiste principalmente en dos moléculas de oxígeno emparejadas, que es la forma que necesitan los mamíferos para respirar. Después de que la vida comenzó a surgir en la Tierra, existía poco oxígeno. Las primeras formas de vida lo crearían al descomponer el dióxido de carbono. Después de que creció la concentración de oxígeno en la atmósfera, comenzaron a florecer formas de vida más avanzadas.
Sin embargo, gran parte del oxígeno del universo se combina con otras moléculas. Una de las moléculas más comunes, e importantes, es el agua, que consiste en dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno más grande. Si bien el agua puede parecer rara en otros planetas, en realidad es bastante común. Los cometas están cubiertos de agua, Neptuno contiene una cantidad significativa de agua. La luna de Jovian, Europa, está cubierta de hielo, y los expertos creen que tiene un gran mar subterráneo de agua líquida. Dado que los cohetes dependen del oxígeno, algunos futuristas creen que los futuros viajeros del espacio utilizarán el oxígeno y el hidrógeno que contienen para producir combustible una vez que hayan abandonado la Tierra.