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  一般來說,氧化鋰是藉由鋰在空氣中燃燒而產生。由於鋰的極化能力比較強,因此燃燒反應主要產物是氧化鋰,只產生很少的過氧化鋰。  氧化鋰也可以藉由在氦氣流中加熱過氧化鋰至450°C而產生:  在氫氣氛中將鉑舟中的碳酸鋰、硝酸鋰或氫氧化鋰加熱到800°C都可以製得氧化鋰:

  固態時,氧化鋰為反螢石型結構,即氟化鈣晶體結構中的Ca被O替代,F被Li替代。屬面心格子,Li為四面體配位,O為立方體配位,每個晶胞含有四個LiO。  氣態時,氧化鋰以直線型的LiO分子存在,Li-O鍵長與強離子鍵鍵長相近。這與價層電子對互斥理論所預測的角形分子不符。

  當氧化鋰溶於水後,可得到氫氧化鋰水溶液:  與酸性化合物反應則得到各種鋰鹽。高溫下,氧化鋰可以和許多金屬氧化物(如氧化銅、氧化鐵)和固態非金屬氧化物(如三氧化二硼、二氧化矽)反應,這是氫氧化鋰、碳酸鋰和氧化鋰助熔性質的基礎。  氧化鋰也可以被鋁、矽還原為單質鋰。
氧化鋰(O)是一種無機化合物,可透過鋰在空氣或氧氣中燃燒而得,過程中會伴隨生成少量的過氧化鋰。 高純度的可由過氧化鋰()在450°C的熱分解中製得。