液氧具有广泛的工业和医学用处。工业上制造液氧的方法是对液态空气进行分馏。液氧的总膨胀比高达860:1，因为这个长处它在现代被广泛应用于工业生产和军事方面。

因为它的低温特性，液氧会使其接触的物质变得十分脆。液氧也是十分强的氧化剂：有机物在液氧中剧烈燃烧。一些物质若被长时间浸入液氧可能会发生爆炸，包含沥青。

在航天工业中，液氧是一种重要的氧化剂，一般与液氢或火油（二者作为还原剂）调配运用。一些较前期的弹道导弹选用液氧作为氧化剂，如V2（液氧-酒精）和R-7（液氧-火油）。在作为推进剂时，液氧能为发动机提供很高的比冲。另外，相对于另一种常见的推进剂组合四氧化二氮-偏二甲肼，液氧的几种调配方式清洁环保（肼类物质有剧毒）。

前期的洲际弹道导弹也曾选用液氧，但这种配置很快被放弃了，因为液氧难于贮存，必须在发射前注入导弹燃料箱。这导致导弹的反应速度降低，并简单被敌方发现。美国选用了固体火箭发动机来替代运用液氧的液体发动机，而苏联则在其液体导弹中运用了有毒但可贮存的肼类燃料。但因为液氧及其调配推进剂的清洁高效，运载火箭仍然很多运用液氧作为氧化剂，包含航天飞机的主发动机和阿丽亚娜5号的头一级主发动机。

在露天爆破中能够选用液氧炸药，但这种做法正逐渐被淘汰，因为液氧炸药存在相当的危险性，简单引发事端。

因为液态氧在常温下蒸发很快，这种炸药的寿命很短，一般为15～20分钟。因而，必须在运用前临时浸制。二次大战前，因为硝酸盐缺少，这种炸药曾被广泛运用。后来有了合成氨，硝酸盐能够廉价很多供应了，运用液氧炸药不多了，到了20世纪60年代末已基本上停止运用。