Molécula ideal para iniciarmos esta listagem, embora esta não seja a molécula mais abundante da atmosfera terrestre, o oxigênio é o elemento mais abundante da crosta terrestre, correspondendo praticamente à metade da massa total da crosta, e está contido em moléculas como óxidos, silicatos, e moléculas de água. É também um tipo de átomo muito presente na lua, não em sua forma livre mais sim em compostos que constituem as pedras lunares. Há perspectivas da mineração na superfície lunar em busca de oxigênio, no nosso planeta a mineração é feita buscando os metais e liberando o oxigênio.
Embora esta molécula seja encontrada abundantemente na atmosfera e seja obtido industrialmente desta fonte pela destilação do ar líquido, ela só chegou a fazer parte da atmosfera relativamente tarde. Quando o planeta estava formado, sua atmosfera não continha moléculas de oxigênio, estas surgiram apenas após a quebra de moléculas de água, oriundas das rochas, pela intensa radiação emitida pelo sol, os átomos de oxigênio liberados se juntaram em pares. A maior parte do oxigênio como respiramos hoje chegou quando as primeiras células fotossintetizadoras apareceram, os procariotos que conhecemos como cianobactérias. Essas formas de vida absorveram hidrogênio da água, liberando o oxigênio, carbono e oxigênio do dióxido de carbono; no processo de construção dos seus carboidratos. Como pode ser percebido o oxigênio que hoje encontramos abundante na atmosfera era um poluente em uma atmosfera onde a abundância de dióxido de carbono garantia a vida terrestre, um grande paradoxo a nossa realidade onde o dióxido de carbono é o poluente e o oxigênio que garante a vida da maioria dos animais. Esta poluição gerada pelo oxigênio deixou sua marca, oxidou o ferro dos mares e este ferrugem se depositou no fundo dos mares gerando assim grandes reservas de minério de ferro que servem de registro da época.
Esta molécula gasosa, sem cor e insípida, quando líquida ganha uma coloração levemente azulada, esta mudança de cor ocorre quando os pares de moléculas cooperam na absorção de luz, esta propriedade só ocorre quando as moléculas estão muito próximas entre si, na forma líquida. O oxigênio apresenta uma propriedade incomum de ser magnético. Esta propriedade é mais visível quando o líquido é atraído por um ímã, mas a sua forma gasosa também possui esta propriedade, que se faz importante no controle da concentração de oxigênio em atmosferas artificiais, como, por exemplo, incubadoras para bebês prematuros, onde a medida do magnetismo do oxigênio é utilizada para determinar a concentração do oxigênio.
Oxigênio é uma molécula altamente reativa, quando suas moléculas são separadas, podem formar ligações com outros átomos. Devido à pequena dimensão de seus átomos seu núcleo exerce uma forte atração nos seus elétrons e em elétrons de outros átomos. Devido a esta alta reatividade estas moléculas são encontradas na atmosfera na forma de moléculas diatômicas.
