Zuurstof-16 of 16O is een stabiele isotoop van zuurstof, een niet-metaal. Het is een van de drie op Aarde voorkomende isotopen van het element, naast zuurstof-17 (stabiel) en zuurstof-18 (eveneens stabiel). De abundantie op Aarde bedraagt 99,757%. Het grootste gedeelte van de zuurstofatomen komt dus voor als deze isotoop. De hoge abundantie kan verklaard worden door het feit dat zuurstof-16 een belangrijk hoofdproduct is in de CNOF-cyclus tijdens de nucleosynthese in sterren. Tijdens het heliumfusieproces combineren een koolstof-12- en een helium-4-kern tot zuurstof-16:[1]

Tijdens deze kernreactie komt 4,3 × 1010 kJ/kg aan energie vrij.

Zuurstof-16 ontstaat onder meer bij het radioactief verval van stikstof-16, stikstof-17 en neon-17.

Zuurstofisotopenanalyse is een veelgebruikte onderzoeksmethode in de aardwetenschappen waarbij de verhouding tussen de stabiele zuurstofisotopen 16O en 18O in sediment wordt bepaald.