In Zuurstof heeft Dr. Kay Scarpetta, de vrouwelijke patholoog anatoom en baas van het Cambridge Forensic Centre (CFC) in Boston, Massachussets VS, net een dertigtal secties achter de rug na een schietpartij, waarbij onschuldige kinderen en volwassenen door een gestoorde schutter de dood in werden gejaagd. Kay Scarpetta is daarvan lichamelijk ziek geworden en psychisch labiel; ze heeft zich opgesloten in haar eigen huis. Pete Marino, haar medewerker op het CFC, heeft ontslag genomen en is weer terug bij de recherche. Hij betrekt haar bij een moord die hij moet oplossen. 

Een jonge vrouw is vlakbij Kay’s huis en werkgebied dood gevonden, liggend in een vreemde houding, gewikkeld in een doek en overdekt met een fluorescerende stof. Kay’s man Benton, rechercheur bij de FBI en in Washington bezig met het opsporen van een seriemoordenaar laat haar, tegen de FBI-regels in, foto's zien van de slachtoffers van zíjn seriemoordenaar, waardoor Kay het idee krijgt dat de moord in Boston en die in Washington met elkaar te maken hebben. Kay gaat weer aan het werk. Haar nicht Lucy, dochter van haar afschuwelijke zuster Dorothy, super internet-techneut, uitvindster en ontwerpster, werkzaam op het lab van haar tante, blijkt de vermoorde vrouw te kennen. Door forensisch onderzoek wordt een schat aan feiten over de ware toedracht van moorden aan het licht gebracht. In detail wordt geavanceerde en verfijnde techniek gebruikt en beschreven.

Patricia Cornwell is een autoriteit op het gebied van de forensische wetenschap: ze heeft zich verdiept in de ingewikkelde technische aspecten van het vak, heeft talloze autopsies bijgewoond en wordt vanwege haar expertise in criminele zaken geraadpleegd. Momenteel werkt ze met inzet op eigen kosten (meer dan een miljoen dollar) aan een onderzoek naar de moorden door de Londense Jack the Ripper, de seriemoordenaar uit het einde van de 19e eeuw. Ze is vast besloten de ware moordenaar te vinden. 

Patricia Cornwell is een bevlogen auteur, die erop uit is de lezer uitputtend te informeren over de slechtheid van de mens en over de manieren waarop die slechtheid kan worden aangetoond. Over Kay Scarpetta zegt ze in Zuurstof: 'Kay voelt een afschuwelijke somberheid die aan haar ziel vreet.' Dat is niet alleen in dit verhaal zo. In alle thrillers van Patricia Cornwell heerst een verregaande somberheid, die als een grauwe deken over je heen wordt uitgevouwen. Daar moet je tegen kunnen. 

Motto van dit boek is 'I will show you fear in a handful of dust' van T.S. Eliots The Waste land (1922). Angst in een handvol stof is passend bij het verhaal en de Engelse titel Dust. Vertaald is dat Stof, maar zeker geen Zuurstof. Zou diegene die de Nederlandse titel verzonnen heeft, het boek zelf niet hebben gelezen?