Magnesium hat eine sehr energische Verbrennungsreaktion mit Sauerstoff, bei der sich zwei Magnesiumatome mit einem Molekül Sauerstoffgas verbinden, um zwei Moleküle Magnesiumoxid zu bilden. Diese Reaktion ist extrem exotherm und setzt viel frei von Hitze und Licht, weshalb Magnesiumzünder verwendet werden, um Reaktionen wie die Thermitreaktion auszulösen, und Magnesium wird in Leuchtkugeln für gute Sichtbarkeit verwendet. Die Reaktion von Magnesium zu Sauerstoff ist energetisch so günstig, dass das Verbrennen von Magnesium den Sauerstoff sowohl aus Wasser als auch aus Kohlendioxid stehlen kann
Magnesium ist ein Erdalkalimetall, das aufgrund seiner starken Tendenz, zwei Elektronen für stabilere Elektronenorbitale zu verlieren, hochreaktiv ist. Diese Eigenschaft ist einer der Gründe, warum es so stark mit Sauerstoff reagiert, der dazu neigt, zwei zusätzliche Elektronen für eine stabilere Konfiguration aufzunehmen. Magnesium hat eine höhere Ordnungszahl als Natrium, ein noch reaktionsfähigeres Metall. Magnesium ist auch ein wichtiger Nährstoff für viele Tiere, einschließlich des Menschen, wo es neben Kalzium, einem anderen Erdalkalimetall direkt darunter im Periodensystem, mehrere Rollen spielt.
Magnesiumbrände sind gefährlich und erfordern einen Trockenpulver-Feuerlöscher und einen Augenschutz, damit die sehr helle Verbrennung sicher gehandhabt wird.
