Door de extreem lage temperatuur maakt vloeibare zuurstof stoffen die ermee in contact komen zeer bros. Vloeibare zuurstof is een sterke oxidator. Organisch materiaal zal snel en heftig verbranden in vloeibare zuurstof. Bovendien kunnen sommige stoffen (zoals steenkoolbriketten en roet) op onvoorspelbare wijze exploderen bij ontsteking door een bron zoals een vlam, vonk of zelfs een kleine schok bij onderdompeling in vloeibare zuurstof. Petrochemische producten, waaronder asfalt, vertonen vaak deze eigenschap. Vloeibare stikstof heeft een lager kookpunt dan vloeibare zuurstof, en containers die vloeibare stikstof bevatten, zullen zuurstof uit de lucht condenseren: nadat het grootste deel van de stikstof uit de container is verdampt, kan de resterende vloeibare zuurstof heftig reageren met organisch materiaal. Omgekeerd verrijkt het plaatsen van vloeibare stikstof of vloeibare lucht in de lucht deze met zuurstof; zuurstof uit de lucht lost daarin op, terwijl stikstof bij voorkeur verdampt.
Door de extreem lage temperatuur worden chemicaliën die in contact komen met vloeibare zuurstof brosser. Vloeibare zuurstof is een sterke oxidator: organische verbindingen zullen hevig verbranden in vloeibare zuurstof. Sommige chemicaliën, zoals asfalt, zijn explosief als ze gedurende langere tijd aan vloeibare zuurstof worden blootgesteld.
Vloeibare zuurstof heeft ook toepassingen op medisch gebied. Wanneer iemand bijvoorbeeld last heeft van koolmonoxidevergiftiging en dringend een grote hoeveelheid zuurstof nodig heeft, kunnen vloeibare zuurstofcilinders worden gebruikt om deze af te leveren. Omdat vloeibare zuurstof zich in vloeibare toestand bevindt, neemt het veel minder ruimte in beslag vergeleken met dezelfde massa gasvormige zuurstof. Op dezelfde manier is het vervoeren van cilinders met vloeibare zuurstof ook geschikter voor diep-zeeonderzoek.
