Zuurstof was voor zijn ontdekking in 1774 al door verschillende scheikundigen geproduceerd, maar zij slaagden er niet in het als een afzonderlijk element te herkennen. Joseph Priestley en Carl Wilhelm Scheele ontdekten beiden onafhankelijk van elkaar zuurstof, maar Priestly krijgt meestal de eer voor de ontdekking. Beiden waren in staat zuurstof te produceren door kwikoxide (HgO) te verhitten. Priestley noemde het bij zijn experimenten geproduceerde gas “gedeflogiseerde lucht” en Scheele noemde zijn gas “vuurlucht”. De naam zuurstof werd bedacht door Antoine Lavoisier die ten onrechte geloofde dat zuurstof nodig was om alle zuren te vormen.

Zuurstof is het op twee na meest voorkomende element in het heelal en maakt bijna 21% uit van de atmosfeer van de aarde. Zuurstof maakt bijna de helft uit van de massa van de aardkorst, twee derde van de massa van het menselijk lichaam en negen tiende van de massa van water. Grote hoeveelheden zuurstof kunnen worden gewonnen uit vloeibare lucht door middel van een proces dat fractionele distillatie wordt genoemd. Zuurstof kan ook worden geproduceerd door elektrolyse van water of door verhitting van kaliumchloraat (KClO3).

Zuurstof is een zeer reactief element en is in staat zich met de meeste andere elementen te verbinden. Het is nodig voor de meeste levende organismen en voor de meeste vormen van verbranding. Onzuiverheden in gesmolten ruwijzer worden weggebrand met stromen zuurstof onder hoge druk om staal te produceren. Zuurstof kan ook worden gecombineerd met acetyleen (C2H2) om een extreem hete vlam te produceren die wordt gebruikt bij het lassen. Vloeibare zuurstof, gecombineerd met vloeibare waterstof, is een uitstekende raketbrandstof. Ozon (O3) vormt een dunne, beschermende laag rond de aarde die het oppervlak beschermt tegen de ultraviolette straling van de zon. Zuurstof is ook een bestanddeel van honderdduizenden organische verbindingen.