Trong nhiều trường hợp bệnh lý (tổn thương phổi, tổn thương tim, thiếu máu nặng…), lượng ôxy 21% trong không khí không thể cung cấp đủ cho nhu cầu của cơ thể, khi đó, phải cho bệnh nhân thở thêm ôxy nguyên chất ( đã được chiết tách khỏi không khí bình thường ). Ôxy nguyên chất sau khi được chiết tách khỏi không khí sẽ được chứa trong các hệ thống bình dưới dạng nén hoặc hóa lỏng. Từ đó sẽ có một hệ thống dẫn đưa ôxy tới cho bệnh nhân sử dụng. Lúc này, lượng ôxy hít vào phổi bệnh nhân cao hơn 21% và có thể lên đến xấp xỉ 100%. Như vậy, liệu pháp ôxy là một biện pháp cung cấp thêm ôxy cho cơ thể ở trên mức 21% bình thường nhằm sửa chữa tình trạng thiếu ôxy và cung cấp đủ ôxy cho các tế bào của cơ thể hoạt động.