Cecair ini berwarna biru pucat serta mempunyai daya paramagnet yang kuat di mana ia boleh tergantung antara dua kutub hujung magnet ladam.[1] Oksigen cecair mempunyai ketumpatan sebanyak 1.141 g/sm3 (1.141 kg/L or 1141 kg/m3), iaitu lebih sedikit bebanding cecair air biasa dan bersifat kriogenik dengan takat beku sebanyak 54.36 K (−218.79 °C; −361.82 °F) dan takat didih sebanyak 90.19 K (−182.96 °C; −297.33 °F) pada 101.325 kPa (760 mmHg). Oksigen cecair mempunyai nisbah pengembangan sebanyak 1:861 pada 1 atm dan 20 °C (68 °F).[2][3] Untuk sebab inilah cecair ini digunakan dalam pesawat-pesawat tentera dan komersial sebagai sumber oksigen pernafasan yang boleh diangkut.

Sifat kriogen cecair ini boleh menyebabkan sebarang bahan yang bersentuhan dengannya menjadi sangat rapuh. Ia juga merupakan agen pengoksida yang sangat kuat di mana bahan organik yang didedahkan padanya boleh membakar dengan pantas. Bahkan, bahan-bahan tertentu seperti kepingan arang atau karbon hitam boelh meletup secara spontannya sebelah direndamkan dengan cecair ini sama ada melalui nyalaan atau percikan api mahupun tiupan lembut. Bahan petrokimia seperti asfalt turut menunjukkan tindak balas seperti ini.[4]