Der Name Sauerstoff wurde im 18. Jahrhundert von Antoine Lavoisier geprägt und ist eine Kombination aus zwei griechischen Wörtern: Oxy, was Säure bedeutet, und Gen, was Schöpfung bedeutet. Damals war Sauerstoff entdeckt, glaubte Lavoisier fälschlicherweise, dass es eine notwendige Komponente für die Herstellung von Säuren sei.
Sauerstoff wurde häufiger entdeckt als vielleicht jedes andere Element. Was sich später als Sauerstoff herausstellte, wurde in den frühen Jahren der Chemie von mehreren Chemikern hergestellt, obwohl keiner die Anwesenheit des Elements erkannte. Joseph Priestley isolierte 1774 in seinem Labor Sauerstoff und ungefähr zur gleichen Zeit stellte auch Carl Wilhelm Scheele unabhängig Sauerstoff her.
Die verschiedenen Namen, die dem Element gegeben wurden, spiegeln die Verwirrung über seine Rolle bei chemischen Wechselwirkungen mit anderen Elementen wider. Priestley nannte sauerstoffdephlogistische Luft, was den damals gängigen Glauben widerspiegelt, dass eine mysteriöse Substanz, bekannt als Phlogiston, ein notwendiger Bestandteil der Verbrennung war. Scheele nannte das Element "Feuerluft" in Bezug auf die offensichtliche Rolle von Sauerstoff bei der Verbrennung. Schließlich untersuchte Antoine Lavoisier den Prozess der Herstellung von reinem Sauerstoff in seinem Labor und identifizierte das von ihm geschaffene Gas korrekt als neues Element. Leider hatte Lavoisier nur begrenzte Erfahrung mit der Chemie von Säuren, was ihn zu der irrigen Annahme führte, dass alle Säuren um Sauerstoffgruppen herum aufgebaut sind.