液氧具有广泛的工业和医学主要用途。在工业中，制造液氧的办法是通过对液态空气进行分离。液氧的总膨胀比较高达860:1，因为这优势它在现代被广泛应用于工业化生产和军事上。

由于液氧的低温特性，它会使其接触到的化学物质变得十分脆弱。液氧是一种氧化物，能使有机化合物在其中产生猛烈地点燃。一些化学物质若被长时间浸入液氧可能发生爆炸，包括沥青。

在航天工业中，液氧是一种重要的氧化物，通常与液氢或煤油（两者作为氧化剂）配合使用。一些早期的巡航导弹选择了液氧作为氧化物，例如V2巡航导弹采用了液氧和酒精，而R-7巡航导弹则采用了液氧和煤油。在作为火箭燃料时，液氧能为汽车发动机提供非常高的比冲。另外，相对于另一种常见的火箭燃料组合四氧化二氮-偏二甲肼，液氧的几种组合形式清理环保（肼类物质有有毒）。

早期的洲际导弹也曾经采用液氧，但这种配置很快被选择放弃，因为液氧难于贮存，须在发送前注入巡航导弹燃料箱。这导致导弹的反应速率降低，并容易被敌方发现。美国采用了固体火箭发动机代替应用液氧的液体汽车发动机，而苏联则则在液体巡航导弹中采用了有毒但能贮存的肼类燃料。但由于液氧及其组合火箭燃料的清洁有效，运载火箭依然广泛使用液氧作为氧化物，包括航天飞船的主发动机和阿丽亚娜5号初级主发动机。

在露天爆破中可以采取液氧炸药，但这种做法正在逐步被淘汰，因为液氧炸药存有相当的风险性，容易引起事故。

由于液氧在常温下蒸发迅速，这类炸药的使用寿命比较短，一般为15～20分钟。因此，需要使用前临时性浸制。二次大战前，由于磷酸盐短缺，这类炸药曾被广泛使用。之后拥有合成氨，磷酸盐能够便宜大量供货了，应用液氧炸药也不多了，来到20世纪60年代已大部分停用。