Hipoxia atmosférica: Se produce por una baja concentración de O2 en los gases inspirados, generalmente por una caída de la presión atmosférica (por ejemplo en casos de exposición a altas alturas) o por poca cantidad de oxígeno en el aire (por ejemplo, en casos de envenenamiento del aire por gases tóxicos).

Hipoxia por hipoventilación alveolar: Se produce en casos de una mala función respiratoria, como en casos de intoxicación, traumatismo craneal o accidente cerebrovascular.

Hipoxia por difusión: Se produce en casos de edema pulmonar, por ello, cuando se realiza la oxigenoterapia, se aumenta la capacidad para captar el O2.

Hipoxia isquémica o por deficiencia circulatoria: En estos casos no existe un déficit de oxígeno en sangre, sino una circulación sanguínea disminuida.

El objetivo de esta terapia, por lo tanto, es aumentar el aporte de dioxígeno a los tejidos utilizando al máximo la capacidad de transporte de la hemoglobina (saturándola) y reducir el gasto respiratorio y miocárdico que se produce a causa de la hipoxia.