锅炉运行过程中，氧化剂是保障燃料充分燃烧、提升热效率的核心介质之一，其成分组成直接影响燃烧反应的速率、充分度及锅炉的运行能耗。锅炉常用的氧化剂并非单一物质，而是根据燃烧工艺、燃料类型的不同，存在多种常见的成分构成。
最基础且应用最广泛的锅炉氧化剂是空气，其主要成分为氮气和氧气，其中氧气是参与燃烧反应的核心有效成分，占比约21%，氮气约占78%，还包含少量二氧化碳、稀有气体等惰性成分。这种氧化剂获取成本极低，无需额外制备，因此被绝大多数常规燃煤、燃气、燃油锅炉采用，但空气中大量的惰性气体会带走部分热量，一定程度上降低燃烧热效率。
为提升燃烧效率、降低排烟热损失，不少工业锅炉会采用富氧空气作为氧化剂，其核心成分为更高占比的氧气与氮气，氧气浓度通常在22%-93%之间。通过提高氧气占比，可减少惰性气体的排放量，让燃料与氧气接触更充分，既能提升燃烧温度，也能降低排烟量带来的热损耗，多用于高负荷、对热效率要求较高的工业锅炉场景。
还有部分特殊锅炉会采用纯氧作为氧化剂，成分几乎为100%氧气，常见于一些特种工业炉、垃圾焚烧锅炉或对燃烧强度有极高要求的场景。纯氧氧化可实现燃料的极速充分燃烧，大幅提升燃烧热强度，但纯氧制备成本较高，且对锅炉燃烧器的耐高温、抗氧化性能要求更严格，因此应用范围相对有限。
此外，部分采用特殊燃烧工艺的锅炉，还会以过氧化氢、硝酸盐等物质的分解产物作为辅助氧化剂，但这类应用场景极少，仅用于特定的工业特种燃烧工序中。