ออกซิเจน (O2) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นทั้งก๊าซในบรรยากาศที่จำเป็นสำหรับชีวิต แต่ละคนมีบทบาทสำคัญในสองวิถีทางเมแทบอลิซึมทางชีวภาพที่สำคัญ พืชใช้ CO2 และสลายไปในการสังเคราะห์ด้วยแสง ทำให้เกิด O2 เป็นผลพลอยได้ สัตว์หายใจ O2 และใช้สำหรับการหายใจระดับเซลล์ ผลิตพลังงานและ CO2
CO2 และ O2 มีโครงสร้างโมเลกุลต่างกัน ออกซิเจนประกอบด้วยออกซิเจน 2 โมเลกุล ในขณะที่คาร์บอนไดออกไซด์ประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจน 2 โมเลกุลที่จับกับโมเลกุลคาร์บอนตรงกลาง
CO2 มีมวลมากกว่า O2 เล็กน้อย น้ำหนักโมเลกุลของ CO2 คือ 44 กรัมต่อโมล ในขณะที่น้ำหนักโมเลกุลของออกซิเจนคือ 32 กรัมต่อโมล แม้ว่า CO2 จะหนักกว่า O2 แต่ก๊าซก็ไม่แยกออกเป็นชั้นๆ ในบรรยากาศ การพาความร้อนและการแพร่กระจายทำให้ก๊าซในชั้นบรรยากาศต่างๆ ปะปนกัน
O2 รองรับการเผาไหม้ การเผาไหม้หรือการเผาไหม้เกิดขึ้นเมื่อเชื้อเพลิงทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและปล่อยความร้อน ต้องใช้ประกายไฟเล็กน้อยหรือระเบิดความร้อนเพื่อเริ่มปฏิกิริยานี้ หากไม่มีออกซิเจนก็จะไม่สามารถเกิดการเผาไหม้ได้ ในทางตรงกันข้าม CO2 ไม่ติดไฟและไม่สนับสนุนการเผาไหม้ ในความเป็นจริง การคลุมไฟด้วย CO2 สามารถดับไฟได้ โดยการอดอาหารจาก O2 มันจำเป็นต้องเผาไหม้ต่อไป