ออกซิเจนเหลว ได้จากการกลั่นลำดับส่วนอากาศเหลว มีสีฟ้าอ่อน มีคุณสมบัติเป็นพาราแมกเนติก

ออกซิเจนเหลว ออกซิเจนเหลวมีความหนาแน่น 1.141 g/cm3 (1.141 kg/L, 1141 kg/m3) มีจุดเยือกแข็งที่ 54.36 K (−218.79 °C, −361.82 °F) 

ออกซิเจนเหลว มีจุดเดือดที่ 90.19 K (−182.96 °C, −297.33 °F) ที่ 101.325 kPa (760 mmHg) มีอัตราส่วนขยายตัว 1:861 ภายใต้ 1 บรรยากาศมาตรฐาน (100 kPa) และที่ 20 °C (68 °F) ด้วยเหตุนี้

จึงมีการขนส่งออกซิเจนเหลวทางอากาศเพื่อใช้หายใจในเชิงพาณิชย์และทางการทหารด้วยอุณหภูมิที่ต่ำมาก วัตถุที่สัมผัสกับออกซิเจนเหลวจะเปราะ ออกซิเจนเหลวเป็นตัวออกซิไดซ์ที่มีฤทธิ์สูง

หากเผาออกซิเจนเหลวจะทำให้เกิดการระเบิดอย่างรุนแรง วัตถุที่ราดด้วยออกซิเจนเหลวเมื่อถูกเผาจะไหม้อย่างรวดเร็ว