วัฏจักรออกซิเจน ออกซิเจน เป็นองค์ประกอบของบรรยากาศ ประมาณ 20.9% การหมุนเวียนของออกซิเจน จะเกิดควบคู่ไปกับคาร์บอน ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ของสิ่งมีชีวิต จะมีการผลิตแก๊สออกซิเจน เข้าสู่บรรยากาศในขณะที่มีการใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อสิ่งมีชีวิตหายใจ แก๊สออกซิเจนในบรรยากาศจะถูกใช้ ส่วนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ถูกผลิตออกมา
ในมหาสมุทร แพลงค์ตอนพืช เป็นผู้ผลิตแก๊สออกซิเจนจากการสังเคราะห์ด้วยแสง แก๊สออกซิเจนที่ได้ถูกนำไปใช้ในการหายใจและการย่อยสลาย สารอินทรีย์ ที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบอาจถูกทับถมในดินตะกอน จนกลายเป็นหิน ออกซิเจนในรูปนี้จะกลับสู่บรรยากาศเมื่อเกิดการผุกร่อนของหินซึ่งอาจจะอยู่ในรูปแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์หรือแก๊สออกซิเจน
ออกซิเจนบนชั้นบรรยากาศจะอยู่ในรูปของโอโซน (O3 ) อยู่ที่ชั้นโอโซน ภายในชั้นสตราโตสเฟียร์ ชั้นโอโซนนี้มีความสำคัญในฐานะที่ช่วยป้องกันอันตรายจากรังสีอัลตราไวโอเลต
O
2
+
u
v
e
n
e
r
g
y
⟶ ⟶ -->
2
O
{\displaystyle \mathrm {O_{2}+uv\ energy\longrightarrow 2O} }
O
+
O
2
⟶ ⟶ -->
O
3
{\displaystyle \mathrm {O+O_{2}\longrightarrow O_{3}} }
Mackenzie, F.T. 1995. Biogeochemistry In Encyclopedia of Environmental Biology. W.A. Nierenberg, editor. San diago: Academic Press, Inc. pp. 261-267, 270 
