氧气和臭氧不是同分异构体，而是同素异形体。氧气和臭氧是由相同元素组成，不同形态的单质。同素异形体由于结构不同，彼此间物理性质有差异；但由于是同种元素形成的单质，所以化学性质相似。

在通常状况下氧气是无色、无气味的气体，而臭氧是淡蓝色、有鱼腥气味的气体；也有相似的性质：氧气和臭氧的密度都比空气大，不易溶于水，都有氧化性，只是臭氧的氧化能力比氧气更强，如氧气在一定条件下可以与C、S、P、Mg、Fe、CO、C2H5OH等多种物质发生化学反应。氧气和臭氧都是人类的朋友，氧气可供人的呼吸，臭氧可吸收太阳光90%以上的紫外线，是一切生命的保护层。一旦臭氧层受到破坏，会导致人类皮肤癌大大增加。