Ciekły tlen po raz pierwszy otrzymali profesorowie Uniwersytetu Jagiellońskiego Zygmunt Wróblewski i Karol Olszewski 5 kwietnia 1883. Wcześniej, w 1877, mgłę skroplonego tlenu zaobserwowali niezależnie Szwajcar Raoul PictetSloan, T. O’Connor (1920). Liquid Air and the Liquefaction of Gases. New York: Norman W. Henley. . i Francuz Louis-Paul Cailletet.

Łacińska nazwa tlenu oxygenium (z greckiego oksy, kwaśny, i gennao, rodzę), wprowadzona została przez Antoine’a Lavoisiera. Jako pierwszy uznał on tlen za pierwiastek chemiczny.

Polską nazwę „tlen” (od słowa „tlić”) zaproponował Jan Oczapowski przed rokiem 1851 i została ona zaakceptowana przez większość polskiego środowiska chemicznego w ciągu ok. 10 lat. Wcześniejsza polska nazwa „kwasoród” była dosłownym tłumaczeniem łacińskiej, a wprowadził ją Jędrzej Śniadecki Przedruk: .

W przyrodzie Tlen jest pierwiastkiem biogennym.