最先发现氧气的是瑞典化学家卡尔·舍勒。
卡尔·舍勒1742年生于瑞典的斯特拉尔松（现在这个城市在德国境内）。他的家庭十分富有，他的父亲是这个城市里最有名的大富商，经营着全城最大的一家商店。老舍勒为了培养儿子，先后请了好几位家庭教师教他学习德语、瑞典语和其它各种知识，后来又把他送到一所德国人开办的学校上学。
为了让儿子学到生活上的真本领，老舍勒又把卡尔送到了一家药店当学徒。这在我们中国，是不可想象的。在中国，做父亲的总像老母鸡一样把孩子护在翅膀底下，在“下传子、家天下”的封建尽想的影响下，作父母的把子女们从上学、工作直到入党、提干、当官都包了下来。其实，这正是几千年来地主阶级的封建统治所造成的恶果，同时，也正是由于这一点，才导致了我们的青年科学家至今捧不回诺贝尔奖金。
卡尔·舍勒的学习非常刻苦，不仅学到了许多化学实验方面的重要知识，还读了大量的书，当时流行的有关化学实验方面的书他大部分都读过了，不幸的是当时正是燃素说最流行的时期，他也受到了这个错误学说的影响。六年以后，卡尔·舍勒取得了药剂师的证书，成了一名出色的药剂师。
学徒期满，卡尔·舍勒当上了斯德哥尔摩一位著名药剂师——沙兰伯格的助手。他不仅努力工作，而且利用这里的有秘的工作条件，在全国最大的图书馆——科学院图书馆读了大量的科学书籍。卡尔不仅工作努力，学习刻苦，经常在一些科学刊物上撰写论文，而且还作了大量的科学实验。因此，他很快就成了一位在首都小有名气的科学家。
卡尔·舍勒最重要的发现是：在1774年的一次实验中发现了氧气。
卡尔·舍勒的实验是这样进行的：他当时是为了制取硝酸，对硝酸钠和浓硫酸进行高温加热，由于温度过高，可以得到一种特殊的能助燃的气体。后来，他又进行了另外两个实验：对硝酸汞、热硝石加热，或对二氧化锰和浓硫酸混合后加热都能得到这种特殊的气体。由于这种气体对燃烧特别有利，于是，卡尔·舍勒给他制出来的新气体起了一个很形象的名字——“火空气”。
舍勒在实验中还发现，这种“火空气”占全部空气的五分之一。并且发现了在燃烧过程中“火空气”会被吸收的现象。
他在密闭的水槽中进行燃烧实验时发现，在燃烧过程中，燃烧的物质吸收了大量的氧，因此水面上升占据了原来“火空气”占据的空间。这就是氧化过程。这时，舍勒实际上已发现了氧气。但是由于受到了燃素说的思想束缚，他发现了氧气却没能对燃烧现象作出正确的解释。
卡尔·舍勒认为正是这种火空气夺取了易燃物中的燃素。