Kluczowa różnica między tlenem atomowym a tlenem cząsteczkowym polega na tym, że tlen atomowy jest wysoce reaktywny i nie występuje w atmosferze tak, jak jest, podczas gdy tlen cząsteczkowy jest mniej reaktywny i istnieje w atmosferze w takiej postaci, w jakiej jest. Co więcej, tlen atomowy jest wolny rodnik o symbolu O (3p), przy czym tlen cząsteczkowy dwuatomowy tlen o symbolu O 2.
Tlen jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 8. Ale kiedy mówimy o tlenie w powszechnym użyciu, mamy na myśli tlen cząsteczkowy, którym oddychamy. Ma dwa atomy tlenu połączone ze sobą wiązaniem kowalencyjnym. Tlen atomowy ma jeden atom tlenu. Dlatego nie może istnieć jako indywidualny gatunek chemiczny ze względu na jego wysoką reaktywność.