氧壓的高低不同對機體各種生理功能的影響也不同。當吸入60～1OOkPa已時，其毒性突出地表現在視覺器官；100～2OOkPaO2時，主要表現在呼吸系統；30OkPaO2以上時，主要出現神經系統癥狀體征。以上3種情況分別稱為：眼型、肺型、腦型氧中毒。這主要是從臨床角度根據不同氧壓和主要表現人為地加以劃分的，并不是說某型氧中毒只有某器官的病理變化而無其他異常，事實上在較高氧壓和較長暴露時程后，幾乎全身各類組織都可遭受相應的損害。
人體各組織均不能承受過多的氧，這是因為氧本身不靠酶催化就能與不飽和脂肪酸反應，并能破壞貯存這些酸的磷脂，而磷脂又是構成細胞生物膜的主要成分，從而終造成細胞死亡，這個過程叫做脂質過氧化。此外，氧對細胞的破壞還在于它可產生自由基，誘發癌癥。實驗證明，毀滅細胞培養物的辦法就是將它置于過飽和氧的環境中。
從地球的歷史角度看，人適應現在的大氣成分是生物長期進化的結果。地球上的大氣成分經歷了很多變化階段，現在是第三代，迄今已有3億年，遠久于人類史（200萬年）。代大氣為46億年前，相當于原始大氣，即地球剛形成時的還原氣，氫和氦共占90％；第二代大氣約在20億年前，以火山氣為主，其中水氣占80％；第三代大氣，葉綠素形成以后變為含氧空氣，當氧達1%時，生物開始繁殖，曾經歷過含氧60％的超氧階段，由于恐龍繁殖，毀壞了大量植物，造成氧量下降變成現在的富氧階段。其中氮作為惰性稀釋劑，調節氧在血液中的溶解度，并和二氧化碳一起，控制著氧參與的全部生化反應的速率。這就是大氣中各成分含量穩定的巨大意義。
由于機體的情況各不相同，同一機體在不同時間內所遇到的具體情況亦不盡一致，何況有許多因素又都可影響高純氣體氧中毒的發生、發展和表現程度，因而在氧中毒的表現上存在著相當大的個體間差異和個體本身的差異。
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