在航天航空中，液氧是一种主要的氧化剂，一般与液氢或（二者做为氧化剂）配搭应用。一些初期的弹道采用液氧做为氧化剂，如V2（液氧-乙醇）和R-7（液氧-）。在做为推进剂时，液氧能为发动机给予很高的比冲；此外，相对性于另一种普遍的推进剂组成-偏二甲肼，液氧的几类配搭方式清理环境保护（肼类化合物有有毒）。
初期的洲际弹道也曾采用液氧，但这类配备迅速被放弃了，由于液氧难以存储，务必在发送前引入燃料箱。这造成的反应速率减少，并很容易被敌军发觉。一些地区采用了固态发动机来替代应用液氧的液态发动机，而苏联则在其液态中采用了有害但可存储的肼类然料。但因为液氧以及配搭推进剂的洁净率，火箭发动机依然大量的应用液氧做为氧化剂，包含航天飞船的主发动机等发动机。
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