Existem três alótropos estáveis ​​de oxigênio:dioxigênio (O2), ozônio (O3) e nonaoxigênio (O4). Aqui estão algumas diferenças físicas entre o dioxigênio e o ozônio, os dois principais alótropos:

- Peso molecular: O2 tem peso molecular de 32 g/mol, enquanto o ozônio tem peso molecular de 48 g/mol.
- Comprimento do vínculo: O comprimento da ligação no O2 é 121 pm (picômetros), enquanto o comprimento da ligação no O3 é 127 pm.
- Ângulo de ligação: O ângulo de ligação no O2 é de 180 graus, enquanto o ângulo de ligação no O3 é de 116,8 graus.
- Propriedades magnéticas: O2 é paramagnético, o que significa que é fracamente atraído por um ímã, enquanto o ozônio é diamagnético, o que significa que não é atraído por um ímã.
- Ponto de fusão: O2 tem ponto de fusão de -218,4 graus Celsius, enquanto o ozônio tem ponto de fusão de -193 graus Celsius.
- Ponto de ebulição: O2 tem ponto de ebulição de -183 graus Celsius, enquanto o ozônio tem ponto de ebulição de -111,9 graus Celsius.
- Densidade: O2 tem densidade de 1,429 g/L a 0 graus Celsius e 1 atmosfera, enquanto o ozônio tem densidade de 2,144 g/L a 0 graus Celsius e 1 atmosfera.
- Aparência: O2 é um gás incolor, enquanto o ozônio é um gás azul claro.