液氧具有廣泛的工業和醫學用處。工業上制造液氧的方法是對液態空氣進行分餾。液氧的總膨脹比高達860:1,因為這個長處它在現代被廣泛應用于工業生產和軍事方面。
因為它的低溫特性,液氧會使其接觸的物質變得十分脆。液氧也是十分強的氧化劑:有機物在液氧中劇烈燃燒。一些物質若被長時間浸入液氧可能會發生爆炸,包含瀝青。
在航天工業中,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)調配運用。一些較前期的彈道導彈選用液氧作為氧化劑,如V2(液氧-酒精)和R-7(液氧-火油)。在作為推進劑時,液氧能為發動機提供很高的比沖。另外,相對于另一種常見的推進劑組合四氧化二氮-偏二甲肼,液氧的幾種調配方式清潔環保(肼類物質有劇毒)。
前期的洲際彈道導彈也曾選用液氧,但這種配置很快被放棄了,因為液氧難于貯存,必須在發射前注入導彈燃料箱。這導致導彈的反應速度降低,并簡單被敵方發現。美國選用了固體火箭發動機來替代運用液氧的液體發動機,而蘇聯則在其液體導彈中運用了有毒但可貯存的肼類燃料。但因為液氧及其調配推進劑的清潔高效,運載火箭仍然很多運用液氧作為氧化劑,包含航天飛機的主發動機和阿麗亞娜5號的頭一級主發動機。
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的危險性,簡單引發事端。
因為液態氧在常溫下蒸發很快,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了,運用液氧炸藥不多了,到了20世紀60年代末已基本上停止運用。