液氧具有廣泛的工業(yè)和醫(yī)學(xué)用處。工業(yè)上制造液氧的方法是對液態(tài)空氣進(jìn)行分餾。液氧的總膨脹比高達(dá)860:1，因為這個長處它在現(xiàn)代被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和軍事方面。

因為它的低溫特性，液氧會使其接觸的物質(zhì)變得十分脆。液氧也是十分強的氧化劑：有機(jī)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，包含瀝青。

在航天工業(yè)中，液氧是一種重要的氧化劑，一般與液氫或火油（二者作為還原劑）調(diào)配運用。一些較前期的彈道導(dǎo)彈選用液氧作為氧化劑，如V2（液氧-酒精）和R-7（液氧-火油）。在作為推進(jìn)劑時，液氧能為發(fā)動機(jī)提供很高的比沖。另外，相對于另一種常見的推進(jìn)劑組合四氧化二氮-偏二甲肼，液氧的幾種調(diào)配方式清潔環(huán)保（肼類物質(zhì)有劇毒）。

前期的洲際彈道導(dǎo)彈也曾選用液氧，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，并簡單被敵方發(fā)現(xiàn)。美國選用了固體火箭發(fā)動機(jī)來替代運用液氧的液體發(fā)動機(jī)，而蘇聯(lián)則在其液體導(dǎo)彈中運用了有毒但可貯存的肼類燃料。但因為液氧及其調(diào)配推進(jìn)劑的清潔高效，運載火箭仍然很多運用液氧作為氧化劑，包含航天飛機(jī)的主發(fā)動機(jī)和阿麗亞娜5號的頭一級主發(fā)動機(jī)。

在露天爆破中能夠選用液氧炸藥，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，簡單引發(fā)事端。

因為液態(tài)氧在常溫下蒸發(fā)很快，這種炸藥的壽命很短，一般為15～20分鐘。因而，必須在運用前臨時浸制。二次大戰(zhàn)前，因為硝酸鹽缺少，這種炸藥曾被廣泛運用。后來有了合成氨，硝酸鹽能夠廉價很多供應(yīng)了，運用液氧炸藥不多了，到了20世紀(jì)60年代末已基本上停止運用。