提高血液供氧量、儲氧量、氧距離、抑制氧菌生長。顯著提高血液中物理溶解氧量；增加機體的氧儲備量；增加氧的彌散率和彌散距離；抑制厭氧菌的生長和繁殖；壓縮和溶解禁錮在體內的氣體。間接作用較多，如減輕腦水腫、降低顱壓等等。抑制厭氧菌的生長和繁殖。
高壓氧下，巰基被氧化，菌體代謝所需要的酶類被滅活，導致厭氧菌的生長和繁殖受到抑制。在2.5ATA下，可使人體的氧張力達到使所有厭氧菌都不能生長的水平。高壓氧對某些需氧菌也有抑制作用，可增強白細胞的吞噬能力，增強某些抗菌藥物的抗菌作用。壓縮和溶解禁錮在體內的氣體。高壓氧治療下可通過氣體壓縮、氣體溶解、氧氣置換來達到加速體內氣體吸收和排除的作用，對於氣體栓塞，只要治療及時確實能獲得“壓到病除”，轉危爲安的效果。
增加腎小球濾過率、改善腎臟功能；興奮和調節內分泌系統，增強胰島素的敏感性；雙向調節機體免疫。促進新生血管形成和側枝循環建立、促進損傷組織修復，加快創面修復、提高移植皮瓣的成活率、促進骨折癒合；增強放療和化療對惡性腫瘤的作用，減輕放療和化療的副作用；同時具有改善亞健康、緩解腦疲勞改善記憶力、改善睡眠、以及美容等的作用。
