氧参与生物氧化，是正常生命活动不可缺少的物质。成人在静息状态下，每分钟耗氧量约250毫升；活动时，耗氧量增加。但人体内氧储量极少，有赖于外界环境氧的供给和通过呼吸、血液、血液循环不断地完成氧的摄取和运输，以保证细胞生物氧化的地需要。
当组织得不到充足的氧，或不能充分利用氧时，组织的代谢、机能、甚至形态结构都可能发生异常变化，这一病理过程称为缺氧（hypoxia）。
缺氧是许多疾病所共有的一个基本病理过程。例如休克、呼吸功能不全、心功能不全、贫血等，都可以引起缺氧。缺氧在军事医学中也是个非常重要的课题，例如高原适应不全症主要是个缺氧的问题；高空飞行、潜水作业、密闭舱或坑道内作业，如果处理不当或发生意外，都可发生缺氧。所以研究缺氧发生和发展的规律以及缺氧所引起的病理生理变化，对缺氧的防治，保障部队战斗力，具有重要的意义。
氧的获得和利用是个复杂的过程。组织的供氧量＝动脉血氧含量×血流量；组织的耗氧量＝（动脉血氧含量－静脉血氧含量）×血流量。故血氧是反映组织的供氧与耗氧的重要指标。
常用的血氧指标及其意义
氧分压（PO2）是指以物理状态溶解在血浆内的氧分子所产生的张力（故又称氧张力）。在100毫升37℃的血液内、以物理状态溶解的氧，每0.003毫升可产生0.133kPa(1mmHg)的氧分压。正常人在静息状态，呼吸海平面空气，以物理状态溶解在动脉血内的氧约0.3毫升％，动脉血氧分压（PaO2）约13.3kPa(100mmHg)；静脉血氧分压（PvO2）正常约5.32kPa（40mmHg）。
PaO2主要取决于肺泡氧分压（PAO2）的高低、氧通过肺泡膜弥散入血的量、肺泡通气量与肺血流量的比例。如果外界空气氧分压低或肺泡通气减少，使肺泡氧分压降低，或弥散障碍、通气／血流比例失调，使肺动－静脉血功能性或解剖性分流增加，都可使PaO2降低。
氧含量 是指100毫升血液内所含的氧毫升数，包括实际与血红蛋白结合的氧和溶解在血浆内的氧。正常动脉血氧含量约19.3毫升％，混合静脉血氧含量约12毫升％。
血液氧含量主要取决于PaO2与血红蛋白的质和量。PaO2明显降低或血红蛋白结合氧的能力降低，使血红蛋白饱和度降低，或单位容积血液内血红蛋白量减少，都可使氧含量减少。
氧容量 指氧分压为19.95kPa（150mmHg），二氧化碳分压为5.32kPa（40mmHg），湿度38℃，在体外100毫升血液内血红蛋白所结合的氧量。正常血红蛋白在上述条件下，每克能结合氧1.34～1.36毫升。若按每100毫升血液含量含血红蛋白15克计算，动脉血和静脉血氧容量约20毫升％。
氧含量取决于单位容积血液内血红蛋白的量和血红蛋白结合氧的能力。如果血红蛋白含量减少（贫血）或血红蛋结合氧的能力降低（如高铁血红蛋白、碳氧血红蛋白），则氧容量减少，氧含量也随之减少。如果单位容积血液内血红蛋白的量和性质正常，只是由于氧分压降低使血红蛋白氧饱和度降低。此时氧含量减少，但氧容量是正常的。
氧饱和度 是指血红蛋白与氧结合达到饱和程度的百分数。1克血红蛋白最多能与1.36毫升的氧结合，氧饱和度达到100％。氧饱和度可以下列公式表示：
氧饱和度（％）＝实际1克血红蛋白结合的氧（毫升）/1.36（毫升）×100
正常动脉血氧饱和度约95～97%，混合静脉血氧饱和度约75％。
氧饱和度高低主要取决于氧分压的高低，氧分压与氧饱和度之间的关系，可用氧离曲线来表示（图3－1）。由于血红蛋白的生理特点，氧离曲线呈S形，PO27.98kPa(60mmHg)以下，才会使氧饱和度明显降低，氧含量明显减少，从而引起缺氧。
氧离曲线
图略
图3－1 氧离曲线
中间曲线为标准状态下（38℃、PCO2 5.32kPa(40mmIIg)、pH7.4）的氧离曲线，P50约3.59kPa (27mmHg)
动脉血氧分压和氧饱和度
混合静脉血氧分压和氧饱和度
kPa: 千帕斯卡(Kilo-Pascal),1mmHg=0.133kPa
血红蛋白与氧亲和力高低，常用P50表示。P50是指血液在38℃，pH7.4，PCO2 5.32kPa(400Hg)的条件下，使氧饱和度达到50％时的氧分压。正常成人P50约为3.59kPa（27mmHg）。血液PCO2升高、pH降低、湿度升高或红细胞内2，3－DPG含量缯加，都可使血红蛋白氧亲和力降低，氧离曲线右移，P50增大（图3－1）；反之，使血红蛋白与氧亲和力升高，氧离曲线左移，P50变小。血红蛋白的结构与功能异常，不易与氧结合或不易解离氧，对P50也有影响。
动静脉血氧差 即动脉血氧含量减去静脉血氧含量所得的毫升，说明组织对氧消耗量。由于各组织器官耗氧量不同，各器官动静脉血氧差很不一样。正常动脉血与混合静脉血氧差约6～8毫升％。
动静脉血氧差变化取决于组织从单位容积血液内摄取氧的多少。PaO2明显降低，动脉血与组织氧分压梯差变小；微循环动静脉吻合支开放，使流经真毛血管的血量减少；红细胞变形能力降低或红细胞聚集，使血液流变性发生改变；细胞受损，利用氧的能力降低，都可使组织细胞从血液中的摄取的减少，动静脉血氧减少变小。淤血，血流缓慢，虽然单位时间动脉血灌流减少，但由于血流缓慢和氧离曲线右移，组织从单位容积血液内摄取的氧增多，动静脉血氧差加大。各型缺氧时动静脉血氧差的变化，要对具体情况作具体的分析。