細胞在使用氧氣後，會將代謝出的二氧化碳釋放至微血管，再匯集至靜脈，經由心臟回到肺動脈，再進入周邊的微血管及肺泡經由呼吸排出。在正常休息的狀態下，正常人每分鐘約可吸入兩百五十毫升的氧氣，排出兩百毫升的二氧化碳；若隨著活動量的增加，每分鐘呼吸的量甚至可提升達十倍之多。

人體中的血液肩負體內許多重要物質的輸送傳遞任務。而血液中紅血球所含的血紅素則專門負責攜帶氧氣，以供應全身細胞使用。只有少部份氧氣溶於血漿，藉由血紅素攜帶的氧氣量大約是溶於血漿中氧氣量的一百倍。然而，氧氣與血紅素的結合，只能達到某種程度（即只能達到氧氣與血紅素結合的飽和濃度）；也就是說，給予再多的氧氣，仍然無法增加氧氣與血紅素的結合程度。

目前醫學界所使用的高壓氧治療即是特意突破此侷限。正常情形下，氧氣均是與血紅素結合，僅極少部份溶於血漿中；在給予高壓氧治療時，因壓力升高，根據亨利定律，氧氣溶於血漿的量，可隨壓力升高而成正比提升。以本院高壓氧艙使用3ATA（絕對大氣壓力）下，血漿中應可以溶入2240mmHg（毫米汞柱）的氧氣，這些量，即使在無血紅素的狀態下，也可以存在於血液之中。

在1960年，波耳瑪博士即曾利用高壓氧艙，將小豬的血完全以林格式液取代，再使用高壓氧提供氧氣溶入體液中，同樣可以維持小豬的生命。高壓氧的存在，竟可令主要輸送氧氣的血紅素完全缺乏狀態下，仍然使得動物存活，究竟高壓氧治療的魅力，是利用何種作用、原理達成的呢？

首先，利用高壓及高濃度的氧氣，使溶解於血液中血漿的氧氣量大幅提升，再經由血液循環運送至全身組織，可使特殊無法輸血，卻大量失血或貧血的病患，在失血期間能獲得身體細胞所需的氧氣充分供應，而得以繼續存活。對於有問題之皮瓣移植或植皮困難的情況，若能早期使用，則更可大大提高其手術成功機會。

人體傷口的癒合，需要組織細胞氧氣濃度達到三十毫米汞柱以上，若低於二十毫米汞柱，則完全無法生長。其原因是如果氧氣含量過低，則無法促成纖維母細胞增殖，來製造膠原蛋白；而膠原蛋白是傷口生長的重要因素。另缺氧亦引發血管新生停止，傷口就更不易癒合。

高壓氧治療可促使傷口組織的氧氣含量提昇、纖維母細胞增殖，進而製造膠原蛋白，使血管新生產生，而促使傷口癒合。藉此可治療：糖尿病傷口、靜脈鬱血性潰瘍、褥瘡、動脈缺血性潰瘍等。