Wegen seiner Bedeutung für viele Lebensvorgänge ist Sauerstoff ein wichtiger abiotischer Faktor in der Ökologie. Man bezeichnet Sauerstoff-haltige Habitate als "oxysch", Habitate ohne Sauerstoff als "anoxysch". Bei Biotopen, in denen der Sauerstoffgehalt unterschiedlich ist, spricht man von oxyschen und anoxyschen Zonen.
Beispielsweise ist im Schlickwatt des Wattenmeers die obere Zone hell und relativ gut mit Sauerstoff versorgt. Sie stellt eine aerobe Zone dar. Das Redoxpotential liegt hier oberhalb von +100 mV (Millivolt). Sauerstoff kann chemisch nachgewiesen werden. Dieser Teil des Schlickwatts ist ex von Schwermetallen, insbesondere durch Eisenmonosulfid (FeS). Es auf. Messungen zeigen, dass das Redoxpotential hier unter -200 mV liegt. Molekularer Sauerstoff ist allenfalls noch in Spuren nachweisbar. In dieser anoxyschen Zone können nur solche Lebewesen existieren, die entweder ohne Sauerstoff auskommen (anaerobe Bakterien) oder durch besondere Atmungsorgane (Sipho bei Muscheln) bzw. ihr Verhalten (Wattwurm) Sauerstoff von der Oberfläche holen.

Ein Beispiel dafür ist der Stoffwechsel von Muskeln, auch beim menschen. Normalerweise erfolgt die Energiegewinnung aerob durch Oxidation von Glucose mit Sauerstoff in der Zellatmung. Wird der Muskel so stark beansprucht, dass die Sauerstoffversorgung nicht mehr ausreicht, dann schalten die Muskelzellen auf die Milchsäuregärung um, die allerdings weniger Energie aus gleicher Menge Glucose liefert. Daher kommt es nach längerer starker Belastung zu einem Leistungsabfall.