Unter anderem erhielt er 1986 gemeinsam mit einem Kollegen einen der ersten Leibniz-Preise. Außerdem wurde er mit dem Bundesverdienstkreuz I. Klasse, dem Bayerischen Maximiliansorden für Wissenschaft und Kunst sowie mit mehreren Ehrendoktortiteln ausgezeichnet.
Lange gehörte zu den Begründern der Ökophysiologie – einer Wissenschaft, die das Verhalten von Pflanzen im Wechselspiel mit der Umwelt zu erfasst. Der Wissenschaftler hat auf allen Kontinenten geforscht, in der Antarktis ist sogar ein Berg nach ihm benannt – der "Lange Peak". Auch drei Flechten tragen seinen Namen, eine davon heißt "Jackelixia Ottolangei".
Otto Lange starb eine Woche vor seinem 90. Geburtstag in Würzburg.