液氧O2具有廣泛的工業(yè)和醫(yī)學(xué)用途。工業(yè)上制造液氧的方法是對液態(tài)空氣進行分餾。液氧的總膨脹比高達(dá)860:1，因為這個優(yōu)點它在現(xiàn)代被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和軍事方面。由于它的低溫特性，液氧會使其接觸的物質(zhì)變得非常脆。液氧也是非常強的氧化劑：有機物在液氧中劇烈燃燒。一些物質(zhì)若被長時間浸入液氧可能會發(fā)生爆炸，包括瀝青。在航天工業(yè)中，液氧是一種重要的氧化劑，通常與液氫或煤油（二者作為還原劑）搭配使用。一些最早期的彈道導(dǎo)彈采用液氧作為氧化劑，如V2（液氧-酒精）和R-7（液氧-煤油）。在作為推進劑時，液氧能為發(fā)動機提供很高的比沖。另外，相對于另一種常見的推進劑組合四氧化二氮-偏二甲肼，液氧的幾種搭配形式清潔環(huán)保（肼類物質(zhì)有劇毒）。

早期的洲際彈道導(dǎo)彈也曾采用液氧，但這種配置很快被放棄了，因為液氧難于貯存，必須在發(fā)射前注入導(dǎo)彈燃料箱。這導(dǎo)致導(dǎo)彈的反應(yīng)速度降低，并容易被敵方發(fā)現(xiàn)。美國采用了固體火箭發(fā)動機來代替使用液氧的液體發(fā)動機，而蘇聯(lián)則在其液體導(dǎo)彈中使用了有毒但可貯存的肼類燃料。但由于液氧及其搭配推進劑的清潔高效，運載火箭仍然大量使用液氧作為氧化劑，包括航天飛機的主發(fā)動機和阿麗亞娜5號的第一級主發(fā)動機。在露天爆破中可以采用液氧炸藥，但這種做法正逐漸被淘汰，因為液氧炸藥存在相當(dāng)?shù)奈ｋU性，容易引發(fā)事故。由于液態(tài)氧在常溫下?lián)]發(fā)很快，這種炸藥的壽命很短，一般為15～20分鐘。因此，必須在使用前臨時浸制。

二次大戰(zhàn)前，由于硝酸鹽短缺，這種炸藥曾被廣泛使用。后來有了合成氨，硝酸鹽可以廉價大量供應(yīng)了，使用液氧炸藥就不多了，到了20世紀(jì)60年代末已基本上停止使用。