Stosuje się go m.in. do chłodzenia nadprzewodników. Jako najlżejszy gaz bezpieczny (niepalny) był stosowany do wypełniania statków powietrznych lżejszych od powietrza, czyli aerostatów (balony, sterowce).
Przemysłowa metoda otrzymywania tlenupolega na destylacji ciekłego powietrza. Można go rowzniez otrzymać podczas termicznego rozkładu manganianu(VII) potasu, rozkładu wody utlenionej
