Природный кислород состоит из трех стабильных изотопов, 16O, 17O и 18O, из них изотоп 16O является наиболее распространенным (99,762 %) изотопом кислорода [1]Преобладание изотопа 16O объясняется тем, что он образуется в процессе термоядерного синтеза, происходящего в звёздах.[2]Большая часть 16O образуется в конце процесса слияния гелия в звездах. В ходе тройной альфа-реакции синтезируется изотоп 12C, который захватывает дополнительное ядро 4Не. Кроме того, 16O образуется при горении неона[2] .17O и 18O являются вторичными изотопами. 17O образуется в основном в ходе CNO цикла и находится преимущественно в зоне горения водорода[2] Большинство 18Oобразуется в реакции захвата изотопом 14N ядер 4Не с накоплением в гелиевой зоне звезд [2]. Для слияния двух ядер кислорода и образования ядра серы требуется температура в миллиард Кельвин[3].Кислород в атмосфере Земли на 99,759 % состоит из 16O, 0,037 % 17O и 0,204 % 18O[4].