חמצן הוא מקור החיים. תכונותיו הפיזיקליות מאפשרות מגוון רחב של שימושים. הן בתצורתו כגז נשימה בבתי חולים, בבית, במקומות מבודדים, הן לטיפול ביולוגי בפסולת מימית והן לתגובות חמצן בתעשייה התהליכית. חשיבות החמצן לבריאות האדם היא קריטית בתהליך הפרשת הרעלים מהגוף וזאת בגלל כמות האנרגיה הגדולה המופקת מחמצן שגופנו זקוק לה כדי לשחרר רעלים. חמצן הוא המקור החזק והחשוב ביותר להפקת אנרגיה. הדרך בה אנו צורכים חמצן משפיעה ישירות על תפקודי הגוף שלנו. חמצן הוא הבסיס לחיים על פני כדור הארץ ובלעדיו לא היו חיים.
החומר המוכר לנו ביותר, שתופס שני שלישים מנפח גופנו, הוא מים, המורכבים מ-2 אטומי מימן ו-1 אטום חמצן.
כאשר אדם שואף אוויר, החמצן נספג לריאות, נקשר להמוגלובין שבתוך תאי הדם האדומים ונישא לכל תאי הגוף. כך הוא מתחבר לחומרי הזנה בתהליכים כימיים המשחררים אנרגיה הדרושה לגוף לפעילותו. חמצן הוא יסוד גז, חסר צבע וריח, מסומן O. חמצן הוא היסוד הנפוץ ביותר בקרום כדור הארץ ומהווה כ-20% מהאטמוספרה. חמצן מגיב עם רוב היסודות ואפילו עם גזים אצילים כמו קסנון. חמצן הוא הבסיס לחיים על פני כדור הארץ, ובלעדיו החיים לא היו אפשריים.
התהליך הטבעי לחידוש כמות החמצן באוויר מתבצע באמצעות תהליך המתרחש בצמחים – פוטוסינתזה – בו הצמחים משחררים חמצן לאוויר. כמו כן, ניתן לחדש את כמות החמצן באוויר בתהליך פירוק המים למימן דיאטומי וחמצן.
מי חמצן הידוע בכינויו "מי חמצן" הוא מי חמצן, נוזל חלש מאוד בצבע כחול שנראה חסר צבע בתמיסה מעט יותר צמיגה ממים. מולקולת מי חמצן מורכבת משני אטומי חמצן ושני אטומי מימן. הנוסחה הכימית של מי חמצן היא H2O2.
מי חמצן הוא חומר מחמצן חזק מאוד, והוא מחמצן חזק יותר מכלור, כלור דו חמצני ואשלגן פרמנגנט. בנוסף, עם זרז, מי חמצן יכול להפוך לרדיקל הידרוקסיל (OH) עם תגובתיות שניה רק לפלואור.
מי חמצן בתהליכים בגוף האדם בתהליך ניצול החמצן להפקת אנרגיה נוצר מי חמצן כתוצר לוואי. מכיוון שהוא מחמצן חזק, הוא יכול להגיב כמעט עם כל חומר אורגני ולשנות את הרכבו. לכן, מי חמצן חייב לשמש בריכוז נמוך כדי לא לפגוע בתאי הגוף. הרי מי חמצן בריכוז גבוה מזיק לתא ועלול לגרום למותו. שיעור תוצרי הלוואי נע בין 0.2% ל-4% ביחס לחמצן הנצרך ומעובד בתהליך הנשימה. שיעור זה, למרות שהוא קטן, מספיק כדי לגרום למוות של התא. התא מתמודד עם בעיה זו על ידי יצירת אנזימים המנטרלים את תוצרי הלוואי הרעילים של החמצן. האנזים שתפקידו לפרק מי חמצן נקרא קטלאז, והוא נמצא כמעט בכל האורגניזמים החשופים לחמצן. האנזים מפרק את המולקולה למים ולחמצן מה שמעלה את רמת החמצן בדם.
שימוש בתעשיית היופי והטיפוח מימן חמצן משמש בתעשיית היופי והטיפוח וניתן למצוא אותו במוצרים רבים כולל צבעי שיער, משחות שיניים, מי פה, חומרי ניקוי לאמבטיה ומסירי כתמים בכביסה וכן לטיפול במים, בריכות שחייה ועוד.
