Atomische zuurstof bestaat uit enkele zuurstofatomen, terwijl moleculaire zuurstof bestaat uit twee aan elkaar gebonden zuurstofatomen.

Hier zijn enkele belangrijke verschillen tussen atomaire zuurstof en moleculaire zuurstof:

- Chemische formule :Atoomzuurstof wordt weergegeven door het chemische symbool O, terwijl moleculaire zuurstof wordt weergegeven door de chemische formule O2.

- Stabiliteit :Atoomzuurstof is zeer reactief en onstabiel, en reageert gemakkelijk met andere elementen om verbindingen te vormen. Moleculaire zuurstof is daarentegen relatief stabiel en reageert niet zo gemakkelijk. Dit verschil in reactiviteit is te wijten aan het feit dat atomaire zuurstof één enkel ongepaard elektron heeft, terwijl bij moleculaire zuurstof al zijn elektronen gepaard zijn.

- Voorval :Atoomzuurstof wordt in kleine hoeveelheden in de atmosfeer aangetroffen en wordt ook geproduceerd door de dissociatie van moleculaire zuurstof door ultraviolette straling van de zon. Moleculaire zuurstof is daarentegen de overheersende vorm van zuurstof in de atmosfeer en maakt ongeveer 21% van het volume uit.

- Biologisch belang :Atoomzuurstof kan schadelijk zijn voor levende organismen, omdat het oxidatieve schade aan cellen kan veroorzaken. Moleculaire zuurstof daarentegen is essentieel voor het leven, omdat het door organismen wordt gebruikt voor de ademhaling.