A reação de síntese entre magnésio e oxigênio é:

$$2Mg(s) + O_2(g) → 2MgO(s)$$

Esta reação é altamente exotérmica, o que significa que libera uma grande quantidade de calor. É também uma reação muito rápida e pode até ser explosiva se o magnésio estiver na forma de pó fino. O produto dessa reação é o óxido de magnésio, um pó branco usado em diversas aplicações, como retardadores de fogo, cimento e fertilizantes.