早在19世紀中葉，英國科學家保爾·伯特首先發現，如果讓動物呼吸純氧會引起中毒，人類也同樣。 人如果在大于0.05MPa（半個大氣壓）的純氧環境中，對所有的細胞都有毒害作用，吸入時間過長，就可能發生“氧中毒”。肺部毛細管屏障被破壞，導致肺水腫、肺淤血和出血，嚴重影響呼吸功能，進而使各臟器缺氧而發生損害。在0.1MPa（1個大氣壓）的純氧環境中，人只能存活24小時，就會發生肺炎，最終導致呼吸衰竭、窒息而死。人在0.2MPa（2個大氣壓）高壓純氧環境中，最多可停留小時～2小時，超過了會引起腦中毒，生命節奏紊亂，精神錯亂，記憶喪失。如加入0.3MPa（3個大氣壓）甚至更高的氧，人會在數分鐘內發生腦細胞變性壞死，抽搐昏迷，導致死亡。
此外，過量吸氧還會促進生命衰老。進入人體的氧與細胞中的氧化酶發生反應，可生成過氧化氫，進而變成脂褐素。這種脂褐素是加速細胞衰老的有害物質，它堆積在心肌，使心肌細胞老化，心功能減退；堆積在血管壁上，造成血管老化和硬化；堆積在肝臟，削弱肝功能；堆積在大腦，引起智力下降，記憶力衰退，人變得癡呆；堆積在皮膚上，形成老年斑。
缺氧和富氧對人體的影響
氧氣濃度（%體積）
征兆（大氣壓力下）
100%
致命/6分鐘（絕對密閉環境，如高壓氧艙或深水）
50%
致命/4～5分鐘經治療可痊愈（絕對密閉環境，如高壓氧艙）
>23.5%
富氧
20.9%
氧氣濃度正常
19.5%
氧氣最小允許濃度
15～19%
降低工作效率，并可導致頭部、肺部和循環系統問題
10～12%
呼吸急促，判斷力喪失，嘴唇發紫
8～10%
智力喪失，昏厥，無意識，臉色蒼白，嘴唇發紫，惡心嘔吐
6～8%
8分鐘
4～6%
40秒內抽搐，呼吸停止，死亡
中毒或泄漏處理
急救措施
吸入：
迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
滅火方法：
用水保持容器冷卻，以防受熱爆炸，急劇助長火勢。迅速切斷氣源，用水噴淋保護切斷氣源的人員，然后根據著火原因選擇適當滅火劑滅火。
現場處理
迅速撤離泄漏污染區人員至上風處，并進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿一般作業工作服。避免與可燃物或易燃物接觸。盡可能切斷泄漏源。合理通風，加速擴散。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗后再用。
