地球在形成初期，地球上没有多少氧气。主要是氧元素的化学活动性很强，一般是以化合物的形式存在。由电场或紫外线分解水只能产生很少的氧。地球上有了菌类和藻类植物以后，藻类可以依靠阳光和二氧化碳制造氧气。随着绿色植物的大量出现，地球上的氧气越来越多。

6500万年前，氧气曾经达到空气的35%，又很快降到17%。然后大气的含氧量又慢慢升高，现在氧气大约占空气的20%多。据信6500万年前的氧气减少，是因为小行星撞击地球，烟雾长时间遮住太阳光，使绿色植物大量死亡，结果造成恐龙的灭绝。相比之下，人类和动物的呼吸消耗氧气很少，地球上现存的氧气可以使用上万年，但人类的工业用氧却非常多。现在达到每年50亿吨。