Rafeindaskeljarstilling súrefnis er 1s²2s²2p⁴ og hlutfallslegur mólmassi þess er 31,9988. Við staðlað hitastig og andrúmsloftsþrýsting er súrefni litlaus, gagnsæ, lyktarlaus og bragðlaus gas; það er aðeins þyngra en loft. Við 0 gráðu hita og 101.325 Pa þrýsting er massi 1 m³ af súrefni 1,43 kg. Við 20 gráðu hita og áðurnefndan þrýsting er massi 1 m³ af súrefni 1,33 kg.
Þegar það er kælt í -183 gráður við loftþrýsting breytist súrefni í gagnsæjan, mjög fljótandi vökva með himinbláum lit. Við uppgufun gefur 1 kg af fljótandi súrefni 0,75 m³ af loftkenndu súrefni, mælt við aðstæður sem eru 20 gráður og 101.325 Pa. Ef fljótandi súrefni er kælt frekar niður í -218 gráður myndar það blátt kristallað fast efni.
Ef það verður fyrir langvarandi, veiku rafhleðslu, breytist fljótandi súrefni að hluta í nýtt efnafræðilegt efni-fljótandi óson-djúp-bláan, mjög sprengifim vökva; þetta umbreytingarferli krefst orkuinntaks upp á 7,98 kJ/mól. Svipað og köfnunarefni er loftkennt súrefni leysanlegt í vatni. Súrefni sýnir einnig segulmagnaðir eiginleikar; það er parasegulgas, sem þýðir að agnir þess geta öðlast segulmagn þegar þær verða fyrir segulsviði og dragast þar af leiðandi að seglum. Meðal algengra lofttegunda hefur súrefni mesta magn segulnæmni.
