Oxy-gorivo je izgaranje goriva s čistim kisikom umjesto mješavinom kisika, dušika i ugljičnog dioksida u zraku. Kada se gorivo sagorijeva korištenjem čistog kisika, bilo koji sadržaj ugljičnog dioksida može se pohraniti bez potrebe za uklanjanjem dušika, što je kritičan korak u pročišćavanju otpadnih proizvoda u elektranama. Plinovi koje ispuštaju elektrane sastoje se od 75% dušika, koji se mora ukloniti iz svake pare ugljičnog dioksida. Primjena koja najviše obećava je u elektranama na ugljen, ali primjene plinskih turbina, proizvodnje kisika i zavarivanja također mogu imati koristi.
Elektrane na ugljen mogu se rekonfigurirati za izgaranje kisika bez promjene dizajna kotla, iako je temperatura izgaranja visoka za većinu kotlova. Proces izgaranja kisika i goriva rezultira ugljenom s mnogo višom temperaturom izgaranja, ali to se može kontrolirati miješanjem kisika s parom ili dimnim plinom iz drugih procesa u postrojenju. Dušik je prisutan u kotlu samo na niskim razinama, a proizvodi se malo dušika ili dušikovog oksida koji kontaminira zrak.
Dimni plin koji nastaje izgaranjem fosilnih goriva s kisikovim gorivom ne sadrži dušik. Ugljični dioksid i voda glavne su komponente plina, koji se mogu koncentrirati u tokove gotovo čistog ugljičnog dioksida. Prednost je što se preostali plin može komprimirati, osušiti i pročistiti mnogo brže i jeftinije od tradicionalnih metoda prije nego što se premjesti u skladište.
Ciklus plinske turbine je poboljšan korištenjem oksi-goriva, ali budući da lopatice plinske turbine ne podnose dobro visoke temperature, turbine zahtijevaju redizajn kako bi radile s oksigeniranim gorivom. Visokotemperaturni dimni plin koji napušta modificiranu turbinu zapravo čini ciklus pare učinkovitijim. Zavarivanje i rezanje kisikom također zavarivačima pruža veću kontrolu nad količinom topline koja se stvara, tako da se temperatura zone zavarivanja može održavati na sigurnim razinama. Veličina i oblik zavarenih zrna lakše se kontroliraju, a promjene potrebne za korištenje kisika u zavarivanju prilično su jednostavne.
Pune primjene kisikovog goriva još se razvijaju. Tehnologija je testirana u Sjedinjenim Državama, Kanadi, Europi i Japanu, a manja složenost i rizici tehnologije su privlačni. Zahtjevi za čistim postrojenjima za sagorijevanje ugljena i pogonima za proizvodnju energije koji su sigurniji za okoliš mogli bi potaknuti veliko povećanje sustava goriva na bazi kisika kako tehnologija napreduje. Proizvodnja kisika i njegovo odvajanje iz zraka po nižoj cijeni od kriogenih metoda također bi mogla biti moguća.