ความเป็นพิษของออกซิเจนเป็นเงื่อนไขที่เกิดขึ้นเมื่อมีใครหายใจออกซิเจนบริสุทธิ์มากเกินไป อากาศที่ระบายได้นั้นมีออกซิเจน 21 เปอร์เซ็นต์ ส่วนที่เหลือประกอบด้วยไนโตรเจนและสารอื่น ๆ อีกมากมาย เมื่อโมเลกุลออกซิเจนหรือ O 2 ถูกสูดดมในอัตราส่วนที่สูงขึ้นอาจมีอาการหลายอย่างรวมถึงการมองเห็นในอุโมงค์, คลื่นไส้และการอักเสบของทางเดินหายใจ ความเป็นพิษของออกซิเจนในรูปแบบที่แตกต่างกันอาจเป็นผลมาจากการสัมผัสกับระดับออกซิเจนที่สูงขึ้น ความเสียหายของระบบประสาทส่วนกลางมีแนวโน้มที่จะเป็นผลมาจากการสัมผัสกับความดันสูงระยะเวลาสั้น ๆ ถึงระดับออกซิเจนที่สูงขึ้นในขณะที่การสัมผัสกับระดับออกซิเจนในระยะยาวที่ความดันบรรยากาศปกติมีแนวโน้มที่จะนำไปสู่ปัญหาปอดหรือตา
ความเป็นพิษของออกซิเจนในระบบประสาทส่วนกลางมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเฉพาะที่ความดันสูงดังนั้นจึงเป็นปัญหาหลักสำหรับนักดำน้ำและผู้อื่นที่ใช้เวลาในสภาวะที่สูงกว่าความดันบรรยากาศ เมื่อนักดำน้ำลึกลงไปในน้ำลึกลงไปในน้ำความดันบางส่วนของก๊าซใด ๆ ในถังของเขาเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนความลึกของเขา ความเป็นพิษของออกซิเจนในระบบประสาทตอนกลางจึงเป็นไปได้ที่ระดับความลึกที่เพียงพอเนื่องจากนักดำน้ำหายใจออกซิเจนที่สูงกว่าความดันบรรยากาศปกติอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งนี้สามารถนำไปสู่อาการที่หลากหลายรวมถึงอาการคลื่นไส้ เวียนศีรษะ; กระตุก; และในกรณีที่รุนแรงชักและเสียชีวิตได้
ความเป็นพิษของออกซิเจนยังคงเป็นไปได้ที่ความดันบรรยากาศปกติ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อส่วนของออกซิเจนในอากาศสูงกว่าปกติประมาณ 21 เปอร์เซ็นต์ ความเป็นพิษสามารถเกิดขึ้นได้ที่ออกซิเจน 50 เปอร์เซ็นต์หรือสูงกว่าถึงแม้ว่าโดยทั่วไปจะใช้เวลาพอสมควรซึ่งโดยปกติจะใช้เวลานานกว่า 24 ชั่วโมงสำหรับอาการที่เกิดขึ้น เมื่ออยู่ใกล้กับออกซิเจน 100 เปอร์เซ็นต์อาการสามารถแสดงได้เร็วขึ้นมากโดยทั่วไปหลังจากผ่านไป 14 ชั่วโมง แต่บางครั้งก็น้อยกว่าสี่ชั่วโมง ความเป็นพิษของออกซิเจนที่เกิดขึ้นเนื่องจากการสัมผัสกับออกซิเจนในระดับสูงที่ความดันบรรยากาศปกติเป็นเวลานานโดยทั่วไปนำไปสู่อาการปอดมากกว่าอาการระบบประสาทส่วนกลาง อาการดังกล่าวรวมถึงการอักเสบของทางเดินหายใจและปอด, ไอ, หายใจลำบากและมีไข้
กลไกทางเคมีที่หลากหลายที่เกี่ยวข้องกับการหายใจของเซลล์และเมแทบอลิซึมมีความรับผิดชอบต่ออาการที่เกี่ยวข้องกับความเป็นพิษของออกซิเจน ในขณะที่จำเป็นต้องใช้ออกซิเจนสำหรับการหายใจของเซลล์ความเข้มข้นที่สูงกว่าปกติจะนำไปสู่การผลิตผลิตภัณฑ์พลอยได้ที่มีปฏิกิริยาสูงซึ่งสามารถทำให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่อเซลล์ สารเคมีที่มีปฏิกิริยาตอบสนองสูงคล้าย ๆ กันเข้ามาหรือผลิตโดยร่างกายเป็นประจำ แต่ร่างกายมีระบบหลายอย่างที่สามารถป้องกันหรือซ่อมแซมความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้ ระบบของร่างกายไม่สามารถติดตามการผลิตขององค์ประกอบการทำลายเหล่านี้ในสภาวะที่มีออกซิเจนสูงดังนั้นความเป็นพิษของออกซิเจนในรูปแบบของความเสียหายของเซลล์จะเกิดขึ้น
