Hay tres alótropos estables del oxígeno:dioxígeno (O2), ozono (O3) y nonaoxígeno (O4). A continuación se muestran algunas diferencias físicas entre el dioxígeno y el ozono, los dos alótropos principales:

- Peso molecular: El O2 tiene un peso molecular de 32 g/mol, mientras que el ozono tiene un peso molecular de 48 g/mol.

- Longitud del enlace: La longitud del enlace en O2 es de 121 pm (picómetros), mientras que la longitud del enlace en O3 es de 127 pm.

- Ángulo de enlace: El ángulo de enlace en O2 es de 180 grados, mientras que el ángulo de enlace en O3 es de 116,8 grados.

- Propiedades magnéticas: El O2 es paramagnético, es decir, se siente débilmente atraído por un imán, mientras que el ozono es diamagnético, es decir, no se siente atraído por un imán.

- Punto de fusión: El O2 tiene un punto de fusión de -218,4 grados Celsius, mientras que el ozono tiene un punto de fusión de -193 grados Celsius.

- Punto de ebullición: El O2 tiene un punto de ebullición de -183 grados Celsius, mientras que el ozono tiene un punto de ebullición de -111,9 grados Celsius.

- Densidad: El O2 tiene una densidad de 1,429 g/L a 0 grados Celsius y 1 atmósfera, mientras que el ozono tiene una densidad de 2,144 g/L a 0 grados Celsius y 1 atmósfera.

- Apariencia: El O2 es un gas incoloro, mientras que el ozono es un gas de color azul pálido.