Oksigen adalah unsur paling berlimpah ketiga di alam semesta, setelah hidrogen dan helium. Oleh karena itu, ini banyak terjadi dan berputar di Bumi. Siklus oksigen adalah salah satu siklus biogeokimia di Bumi, yang diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

Empat reservoir utama oksigen adalah atmosfer, hidrosfer, litosfer, dan biosfer. Litosfer adalah reservoir terbesar, terutama di dalam mineral silikat dan oksida di kerak bumi dan mantel. Di atmosfer, oksigen terjadi terutama sebagai dioksigen. Ia juga memiliki molekul oksigen lain, seperti ozon (O3), CO2, H2O (sebagai uap air), dan oksida lainnya.

Konsentrasi ozon yang tinggi menyebabkan pembentukan pelindung UV, yang disebut lapisan ozon, di stratosfer. Di hidrosfer, oksigen terjadi dalam molekul air, asam karbonat, dan oksigen bebas. Sumber utama oksigen adalah dari biosfer sebagai produk sampingan dari proses biologis, fotosintesis. Fotolisis juga membentuk oksigen. Ini memecah air dan dinitrogen oksida untuk melepaskan oksigen bebas ke atmosfer sementara hidrogen dan nitrogen, ke luar angkasa. Hewan laut dengan cangkang kalsium karbonat juga berfungsi sebagai sumber biologis. Ketika mereka mati, kalsium karbonat dalam cangkangnya menjadi dimasukkan ke dalam batuan sedimen kapur.

Oksigen bebas dari atmosfer dimetabolisme oleh hewan aerob untuk repirasi. Dan dengan melakukan itu, mereka melepaskan karbon dioksida. Litosfer menyerap oksigen bebas dari atmosfer dalam pelapukan kimia, seperti dalam pembentukan karat.