Siklus oksigen itu kompleks, karena unsur itu digunakan dan dilepaskan oleh makhluk hidup dalam berbagai bentuk kombinasi kimia. Penampung oksigen utama bagi makhluk hidup adalah atmosfer, dimana unsur ini berupa gas oksigen (O2) dan gas karbon (CO2).
CO2 digunakan dalam respirasi aerobik tumbuhan dan hewan. Dalam proses ini, atom oksigen bergabung dengan atom hidrogen, membentuk molekul air. Air yang terbentuk dalam respirasi, yang disebut air metabolik, sebagian dikeluarkan dari lingkungan melalui keringat, ekskresi dan feses dan sebagian digunakan dalam proses metabolisme.
Dengan cara ini, atom oksigennya akhirnya dimasukkan ke dalam bahan organik dan dapat kembali ke atmosfer melalui respirasi dan dekomposisi organisme, yang menghasilkan air dan gas karbon.
CO2 atmosfer digunakan dalam proses fotosintesis. Karbon dan oksigenat yang ada dalam gas karbon menjadi bagian dari bahan organik tanaman dan baik respirasi maupun dekomposisi bahan organik ini akan mengembalikan oksigen ke atmosfer dalam bentuk air dan gas karbon. Air yang digunakan oleh tumbuhan dalam fotosintesis dipecah dan atom oksigennya dilepaskan ke atmosfer dalam bentuk O2.
Tiga sumber utama atom oksigen untuk makhluk hidup adalah gas, oksigen (O2), gas karbon (CO2) dan air (H2O). Ketiga jenis molekul ini secara konstan bertukar atom oksigen satu sama lain, selama proses metabolisme biosfer.
Biosfer terdiri dari bagian daratan, laut, dan perairan pedalaman yang dihuni oleh makhluk hidup. Itu tidak bertepatan dengan atmosfer, litosfer atau hidrosfer dalam isolasi karena mencakup ketiganya.
Oksigen dapat ditemukan di atmosfer dalam berbagai bentuk. Baik dalam bentuk molekul oksigen (O2) atau dalam komposisi dengan unsur-unsur lain (CO2, NO2, SO2, dll) faktanya oksigen adalah unsur yang paling melimpah di kerak bumi dan di lautan (99,5% oksigen adalah terkandung di sana) dan yang paling melimpah kedua di atmosfer (0,49% oksigen yang ada ada di atmosfer, 0,01% lainnya terkandung dalam makhluk hidup).
Siklus transformasi oksigen oleh reservoir ini (atmosfer, laut dan kerak bumi) merupakan apa yang disebut siklus oksigen yang dipertahankan oleh proses biologis, fisik, geologis dan hidrologis.
Bentuk utama produksi oksigen adalah fotosintesis yang dilakukan oleh semua tanaman klorofil dan beberapa alga. Fotosintesis adalah proses di mana tanaman mengubah air dan gas karbon dengan adanya cahaya dan klorofil menjadi senyawa organik yang jauh lebih energik daripada oksigen.
Lampu
6H2O + 6CO2 -> 6O2 + C6H12O6
Klorofil
Di luar fakta bahwa tanaman mengkonsumsi sebagian oksigen ini dalam respirasi mereka sendiri, jumlah besar yang dihasilkan oleh fotosintesis bisa 30 kali lebih besar daripada yang dikonsumsi.
Ini adalah salah satu faktor yang memungkinkan munculnya semua bentuk kehidupan yang kita miliki saat ini di planet ini dan reservoir oksigen utama untuk atmosfer.
Bentuk lain dari produksi oksigen adalah fotolisis: Suatu reaksi di mana radiasi ultraviolet yang memasuki atmosfer menguraikan air di atmosfer menjadi nitrogen oksida.
2H2O + energi -> 4H + O2
Cara utama konsumsi oksigen dalam siklus karbon adalah melalui respirasi makhluk hidup. Tumbuhan akan menggunakan oksigen untuk melakukan fotosintesis seperti yang telah disebutkan dan hewan akan menggunakannya dalam metabolisme mereka.
{CH2O} + O2 -> CO2 + H2O
Bentuk lain dari konsumsi oksigen adalah dekomposisi bahan organik dan oksidasi mineral yang terpapar. Contoh oksidasi adalah karat.