A hipóxia é caracterizada pela falta de oxigênio nos tecidos, com graves conseqüências para este tecido, como exemplo no infarto do miocárdio, que ocorre pela falta de oxigenação do músculo cardíaco por obstrução de uma artéria coronária que irriga aquela região.

Em bases fisiológicas, o transporte de oxigênio obtido nos alvéolos pulmonares pela respiração é levado aos tecidos pelo sangue é determinado por uma cadeia de fatores, que envolvem a pressão parcial de oxigênio arterial (PaO2), a concentração de hemoglobina sangüínea e sua afinidade pelo oxigênio, o débito cardíaco e a perfusão local de oxigênio nos órgãos e tecidos do organismo.

Em condições normais, proximadamente, 99% do oxigênio é transportado, combinado com a hemoglobina, pouco representando o dissolvido no plasma. A hipóxia tissular surge como conseqüência das alterações na cadeia de transporte de oxigênio, desde a sua captação nos pulmões até a liberação e chegada às mitocôndrias das células.

As conseqüências da hipóxia se manifestam já na circulação pulmonar, desencadeando a vasoconstrição arteriolar pulmonar e promovendo o aumento das pressões no circuito arterial pulmonar, contribuindo para sobrecarregar e reduzir o desempenho cardíaco direito. Ao longo do tempo também leva ao desenvolvimento de poliglobulia (aumento dos glóbulos vermelhos), aumento do hematócrito e aumento da viscosidade sangüínea. Progredindo e acentuando-se, a hipoxemia leva ao comprometimento dos mecanismos aeróbicos de produção de energia com conseqüências nocivas para todo o organismo, em especial coração e cérebro.

Oxigênio é administrado ao paciente para tratamento de hipoxia. O objetivo é levar a pressão parcial de O2 do sangue arterial para a faixa de 70 a 180 torr. Várias técnicas são disponíveis. A cânula nasal é um tubo com pontas que são inseridas nas narinas. Ela fornece concentrações de 24% a 35% de O2, a até 4 L/min.

A simples máscara facial descartável fornece concentrações mais altas, 30% a 55% de O2, a 6 até 10 L/min. Em casos extremos de inalação de fumaça e edema pulmonar, 100% de O2 podem ser fornecidos usando-se uma máscara respiratória unidirecional com uma bolsa reservatório. (Com esta máscara, o paciente inspira O2 puro da bolsa e expira através de aberturas de exalação.)

Em alguns casos, terapia hiperbárica, que envolve exposição ao oxigênio a pressões acima da pressão atmosférica, é necesária. O paciente é colocado numa câmara selada que contém oxigênio puro a pressões de 2 a 2,5 atm por períodos de atá 5 horas. A alta pressão parcial de oxigênio resultante aumenta a quantidade de oxigênio dissolvido no sangue.