Глибини океану більш багаті на кисень, тому що споживання кисню там нижче в порівнянні з надходженням його з багатими на кисень холодними водами з полярних регіонів. У поверхневому шарі кисень надходить із атмосфери. Проміжні води одержують менше кисню при конвекції за високого рівня його споживання.
Велику частину кисню на Землі виробляють крихітні океанічні рослини – фітопланктон. Як і більшість рослин, вони фотосинтезують – використовують сонячне світло та вуглекислий газ для живлення організму. Побічний ефект фотосинтезу є кисень.
На сьогоднішній день в атмосфері Землі приблизно 20% кисню. У таких величезних кількостях його виділяють фотосинтезуючі рослини, переважно дерева і водорості.
Єдиним значущим джерелом молекулярного кисню є біосфера, точніше, фотосинтезуючі організми. Фотосинтез, мабуть, з'явився на зорі існування біосфери (3,7-3,8 млрд років тому), проте археї та більшість груп бактерій практикували аноксигенний фотосинтез, при якому не виробляється кисень.