Por ligar-se a vários elementos, o oxigênio faz parte dos ciclos biogeoquímicos de vários elementos, como o carbono, o enxofre, o nitrogênio e o fósforo. Sua participação ocorre em processos primordiais, como o intemperismo de rochas para a formação dos solos, e em processos vitais, como a fotossíntese, a respiração e a decomposição da matéria orgânica.