Oxy-gorivo je zgorevanje goriva s čistim kisikom namesto mešanice kisika, dušika in ogljikovega dioksida v zraku. Ko se gorivo zgoreva s čistim kisikom, se lahko shrani kakršna koli vsebnost ogljikovega dioksida, ne da bi bilo treba odstraniti dušik, kar je ključni korak pri čiščenju odpadnih produktov v elektrarnah. Plini, ki jih sproščajo elektrarne, so 75 % dušika, ki ga je treba odstraniti iz vsake pare ogljikovega dioksida. Najbolj obetavna uporaba je v elektrarnah na premog, vendar lahko koristijo tudi plinske turbine, proizvodnja kisika in varjenje.
Elektrarne na premog je mogoče rekonfigurirati tako, da kurijo kisikovo gorivo, ne da bi spremenili zasnovo kotla, čeprav je temperatura gorenja pri večini kotlov visoka. Proces zgorevanja s kisikom povzroči premog z veliko višjo temperaturo zgorevanja, vendar je to mogoče nadzorovati z mešanjem kisika s paro ali dimnim plinom iz drugih procesov v elektrarni. Dušik je v kotlu prisoten le v majhnih količinah, za onesnaženje zraka pa se proizvaja malo dušika ali dušikovega oksida.
Dimni plin, ki nastane pri sežiganju fosilnih goriv s kisikovim gorivom, je brez dušika. Ogljikov dioksid in voda sta glavni sestavini plina, ki ju je mogoče koncentrirati v tokove skoraj čistega ogljikovega dioksida. Prednost je, da lahko preostali plin stisnemo, posušimo in očistimo veliko hitreje in ceneje kot tradicionalne metode, preden ga premaknemo v skladišče.
Cikel plinske turbine je izboljšan z uporabo kisikovega goriva, a ker lopatice plinske turbine slabo prenašajo visoke temperature, je treba turbine preoblikovati za delovanje s kisikovim gorivom. Visokotemperaturni dimni plin, ki zapusti modificirano turbino, dejansko naredi parni cikel učinkovitejši. Varjenje in rezanje s kisikovim gorivom omogočata varilcem tudi večji nadzor nad količino proizvedene toplote, tako da se lahko temperatura varilnega območja vzdržuje na varnih ravneh. Velikost in obliko zvara je lažje nadzorovati, spremembe, potrebne za uporabo kisikovega goriva pri varjenju, pa so precej preproste.
Popolna uporaba kisikovega goriva se še vedno razvija. Tehnologija je bila preizkušena v ZDA, Kanadi, Evropi in na Japonskem, manjša zapletenost in tveganja tehnologije pa so privlačni. Zahteve po čistih elektrarnah na premog in objektih za proizvodnjo električne energije, ki so varnejši za okolje, bi lahko z napredovanjem tehnologije sprožile veliko povečanje gorivnih sistemov na osnovi kisika. Možna bi bila tudi proizvodnja kisika in ločevanje le-tega iz zraka po nižjih stroških kot pri kriogenih metodah.