Взаимодействие кислорода с различными простыми и сложными веществами всегда сопровождается выделением значительных количеств теплоты. Если реакция протекает медленно, то процесс называют тлением, а если быстро — горением. Медленные процессы взаимодействия кислорода с различными веществами наблюдаются при дыхании, гниении и окислении металлов на воздухе.
Процесс горения используют в промышленности с целью получения тепла (сжигание угля, кокса, дров, нефтепродуктов, горючих газов), превращения тепловой энергии в механическую и электрическую (сжигание различных видов горючего в двигателях внутреннего сгорания и турбинах), а также для получения различных оксидов (обжиг сульфидных руд и др.). Все реакции с кислородом относятся к окислительно-восстановительным.