Penyakit paru obstruktif kronik
Oksigen suplemen direkomendasikan bagi mereka yang level oksigennya rendah saat beristirahat(tekanan parsial oksigen kurang dari 50–55 mmHg atau saturasi oksigen kurang dari 88%). Dalam kelompok orang ini, terapi itu menurunkan risiko gagal jantung dan kematian bila digunakan 15 jam per hari dan bisa meningkatkan kemampuan orang untuk berolahraga. Bagi mereka yang level oksigennya normal atau sedikit rendah, suplementasi oksigen bisa memperbaiki sesak nafas. Ada risiko kebakaran dan sedikit manfaat bila mereka yang menjalani terapi oksigen terus merokok. Dalam situasi ini beberapa merekomendasikan agar terapi ini tidak digunakan. Selama eksaserbasi akut, banyak yang memerlukan terapi oksigen; penggunaan oksigen konsentrasi tinggi tanpa mempertimbangkan saturasi oksigen seseorang bisa menyebabkan peningkatan level karbon dioksida dan hasil-hasilnya diperburuk. Bagi mereka yang risikonya tinggi terhadap level karbon dioksida yang tinggi, saturasi oksigen sebesar 88–92% direkomendasikan, sementara bagi mereka yang tidak berisiko, level yang direkomendasikan adalah 94-98%.
Penyakit paru obstruktif kronik
Beberapa orang juga mengalami sedikit gejala hiperresponsif saluran udara terhadap penyebab iritasi yang sama dengan yang ditemukan pada asma.
Tingkat oksigen rendah dan, akhirnya, tingginya tingkat karbon dioksisa di darah dapat terjadi karena pertukaran udara yang buruk akibat berkurangnya ventilasi karena obstruksi saluran udara, hiperinflasi, dan berkurangnya keinginan untuk bernapas. Selama eksaserbasi, inflamasi saluran udara akan meningkat, sehingga hiperinflasi meningkat, aliran udara pernapasan berkurang, dan transfer gas semakin buruk. Hal ini juga akan mengakibatkan tidak cukupnya ventilasi, dan akhirnya, tingkat oksigen dalam darah yang rendah. Tingkat oksigen rendah, jika dialami dalam jangka waktu lama, dapat menyebabkan penyempitan arteri di paru-paru, sementara emfisema mengakibatkan rusaknya kapilari di paru-paru. Kedua perubahan ini berakibat meningkatnya tekanan darah di arteri pulmonari, yang dapat menyebabkan kor pulmonale.