El oxígeno es un átomo clave que mantiene las estructuras biomoleculares, regula varios procesos fisiológicos y media diversas interacciones biomoleculares. Por lo tanto, se ha propuesto el oxígeno-17 (O) como una sonda útil que puede proporcionar información detallada sobre diversas características fisicoquímicas de las proteínas. Esto se atribuye a los hechos de que (1) O es un isótopo activo para enfoques espectroscópicos de resonancia magnética nuclear (RMN); (2) la espectroscopia de RMN es una de las herramientas más adecuadas para caracterizar las características estructurales y dinámicas de las biomoléculas en condiciones similares a las nativas; y (3) los átomos de oxígeno están frecuentemente involucrados en enlaces de hidrógeno esenciales para la integridad estructural y funcional de las proteínas o biomoléculas relacionadas. Aunque las investigaciones espectroscópicas de RMN de O en biomoléculas se han visto considerablemente obstaculizadas debido a la baja abundancia natural y las características cuádruples del núcleo de O, desarrollos teóricos y técnicos recientes han revolucionado esta metodología para estar óptimamente posicionada como una herramienta única y ampliamente aplicable para determinar la estructura y dinámica de las proteínas. En esta revisión, recapitulamos los desarrollos recientes en la espectroscopia de RMN de O para caracterizar la estructura y el plegamiento de las proteínas. Además, discutimos las ventajas altamente prometedoras de esta metodología sobre otras técnicas y explicamos por qué se desean avances técnicos y experimentales adicionales.