空気呼吸時、肺胞に入った空気中の酸素は肺胞を取巻く毛細血管中の赤血球のヘモグロビンに結合します（結合型酸素）。また、一部は血漿中に溶解します（溶解型酸素）。そして、この2つの型の酸素が血流によって、体内の各組織に送られるのです。
しかし、結合型酸素は赤血球中のヘモグロビンに酸素が100％入ってしまうと、それ以上は増量しません（大気圧下、空気呼吸時の動脈血の酸素飽和度は97〜98％です）。
　 これに対し、溶解型酸素は気圧が上昇するにつれて、一定の法則に従って少しづつ増量してゆきます。大気圧下、空気呼吸時の動脈血酸素分圧が100mmHgであるのに対して、2気圧下、純酸素吸入時では1000mmHg以上へと大きく増やすことができます。この増量させた溶解型酸素によって、体内の低酸素症を改善しようとするのが高気圧酸素治療です