Ze względu na wyjątkowo niską temperaturę ciekły tlen powoduje, że substancje wchodzące z nim w kontakt są bardzo kruche. Ciekły tlen jest silnym utleniaczem. Materia organiczna będzie spalać się szybko i gwałtownie w ciekłym tlenie. Ponadto niektóre substancje (takie jak brykiety węglowe i sadza) mogą eksplodować w nieprzewidywalny sposób po zapaleniu przez źródło takie jak płomień, iskra lub nawet niewielkie uderzenie po zanurzeniu w ciekłym tlenie. Produkty petrochemiczne, w tym asfalt, często wykazują tę właściwość. Ciekły azot ma niższą temperaturę wrzenia niż ciekły tlen, a pojemniki zawierające ciekły azot będą skraplać tlen z powietrza: po odparowaniu większości azotu z pojemnika pozostały ciekły tlen może gwałtownie reagować z materią organiczną. I odwrotnie, umieszczenie w powietrzu ciekłego azotu lub ciekłego powietrza wzbogaca je w tlen; rozpuszcza się w nim tlen atmosferyczny, a azot preferencyjnie odparowuje.
Ze względu na wyjątkowo niską temperaturę chemikalia wchodzące w kontakt z ciekłym tlenem stają się bardziej kruche. Ciekły tlen jest silnym utleniaczem: związki organiczne będą gwałtownie palić się w ciekłym tlenie. Niektóre chemikalia, takie jak asfalt, są podatne na eksplozję w przypadku długotrwałego wystawienia na działanie ciekłego tlenu.
Ciekły tlen ma również zastosowanie w medycynie. Na przykład, gdy ktoś zatruje się tlenkiem węgla i pilnie potrzebuje dużej ilości tlenu, można go dostarczyć butlami z ciekłym tlenem. Ponieważ ciekły tlen jest w stanie ciekłym, zajmuje znacznie mniej miejsca w porównaniu z tą samą masą gazowego tlenu. Podobnie noszenie butli z ciekłym tlenem jest również bardziej odpowiednie podczas eksploracji głębin-morskich.
