เนื่องจากอุณหภูมิต่ำมาก ออกซิเจนเหลวจึงทำให้สารที่สัมผัสกับมันเปราะมาก ออกซิเจนเหลวเป็นตัวออกซิไดเซอร์ที่แรง สารอินทรีย์จะเผาไหม้อย่างรวดเร็วและรุนแรงในออกซิเจนเหลว นอกจากนี้ สารบางชนิด (เช่น ถ่านอัดก้อนและเขม่า) อาจระเบิดอย่างไม่อาจคาดเดาได้เมื่อมีการจุดติดไฟจากแหล่งกำเนิด เช่น เปลวไฟ ประกายไฟ หรือแม้แต่ผลกระทบเล็กน้อยเมื่อจุ่มลงในออกซิเจนเหลว ผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมี รวมถึงยางมะตอย มักแสดงคุณสมบัตินี้ ไนโตรเจนเหลวมีจุดเดือดต่ำกว่าออกซิเจนเหลว และภาชนะที่บรรจุไนโตรเจนเหลวจะควบแน่นออกซิเจนจากอากาศ หลังจากที่ไนโตรเจนส่วนใหญ่ระเหยออกจากภาชนะ ออกซิเจนเหลวที่เหลืออาจทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับอินทรียวัตถุ ในทางกลับกัน การใส่ไนโตรเจนเหลวหรืออากาศเหลวในอากาศจะทำให้ออกซิเจนดีขึ้น ออกซิเจนในชั้นบรรยากาศจะละลายในขณะที่ไนโตรเจนจะระเหยออกไปเป็นพิเศษ
เนื่องจากอุณหภูมิต่ำมาก สารเคมีที่สัมผัสกับออกซิเจนเหลวจึงเปราะมากขึ้น ออกซิเจนเหลวเป็นตัวออกซิไดเซอร์ที่แรง สารประกอบอินทรีย์จะเผาไหม้อย่างรุนแรงในออกซิเจนเหลว สารเคมีบางชนิด เช่น ยางมะตอย มีแนวโน้มที่จะเกิดการระเบิดหากสัมผัสกับออกซิเจนเหลวเป็นเวลานาน
ออกซิเจนเหลวยังมีประโยชน์ในด้านการแพทย์อีกด้วย ตัวอย่างเช่น เมื่อมีคนป่วยจากพิษคาร์บอนมอนอกไซด์และต้องการออกซิเจนจำนวนมากอย่างเร่งด่วน สามารถใช้ถังออกซิเจนเหลวเพื่อจัดส่งออกซิเจนได้ เนื่องจากออกซิเจนเหลวอยู่ในสถานะของเหลว จึงใช้พื้นที่น้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับออกซิเจนที่เป็นก๊าซที่มีมวลเท่ากัน ในทำนองเดียวกัน การบรรทุกถังออกซิเจนเหลวก็เหมาะกว่าสำหรับ-การสำรวจใต้ทะเลลึก
