Молекула з двома атомами має ступінь окислення кисню -2, оскільки у неї є два неспарені електрони, здатні утворювати ковалентний зв'язок.
Кисень, як правило, виявляє ступінь окислення −2 за винятком пероксидів H2O2 (−1) та фториду кисню OF2 (+2). Алгебраїчна сума ступенів окислення всіх атомів у молекулі має дорівнювати нулю, а складному іоні — заряду цього іона.
атом кисню не може віддати всі шість валентних електронів, оскільки у кисню високе значення електронегативності. Кисень максимум може віддати два валентні електрони і лише атому фтору. З цієї причини найвищий ступінь окислення кисню дорівнює +2 у з'єднанні OF 2 – фторид кисню.
В атомах кисню валентні електрони розміщуються на 2-му енергетичному рівні, що має тільки s-і p-орбіталі. Це виключає можливість переходу атомів О на збуджений стан, тому кисень у всіх з'єднаннях виявляє постійну валентність, що дорівнює II.