高压氧可以使机体内的溶解氧含量增加十余倍以上，当在红细胞携氧能力不足或无法通过狭窄毛细血管进行供氧的时候，可以通过溶解氧为机体供氧，改善缺血缺氧状态，维持机体代谢和生命活动，这是普通氧气不能替代的。同时高压氧还可以增加氧分压和弥散距离，使因缺氧水肿而无法获得供氧的组织或细胞得到足够的氧供。这是普通吸氧不能达到的治疗效果。

提高氧分压和氧储量；提高氧的弥散距离；加速侧枝循环建立；收缩血管消除水肿；减轻炎性反应；抗感染作用等等。

高压氧治疗与潜水和飞机相似，会产生气压变化。中耳鼓室内外产生压力差需要通过捏鼻鼓气和吞咽动作进行调节。因此当咽鼓管功能障碍、感冒或鼻炎发作时，中耳内外压力的调节会不充分，此时易发生中耳气压伤。中耳气压伤是高压氧治疗较为常见的不良反应。因此在高压氧治疗前，医护人员都会进行宣教和评估，以确保治疗过程安全顺利。