De toediening van een hoge concentratie zuurstof tijdens medische spoedsituaties ter preventie van hypoxie leidt vaak tot hyperoxie (gedefinieerd als een PaO2 >100 mmHg). Het is twijfelachtig of hyperoxie heilzaam is. Opgelost zuurstof draagt weinig bij aan het zuurstoftransport naar de weefsels. Hyperoxie kan contraproductief werken door systemische vasoconstrictie en verminderde cardiac output, met als gevolg verminderde perfusie en een verstoorde microcirculatie. Dit kan uiteindelijk zelfs leiden tot een lager zuurstofaanbod aan de weefsels. Hyperoxie kan tevens ischemie- en reperfusieschade verergeren. De oorzaak lijkt gelegen in de vorming van zuurstofradicalen. Hyperoxie kan
echter ook gunstige effecten hebben (anti-infectieus, preconditionering). Ernstige hyperoxie (PaO2 >300 mmHg)lijkt de mortaliteit te verhogen wanneer dit optreedt na reanimatie, na doorgemaakt CVA en tijdens mechanische ventilatie op de IC.Matige hyperoxie (PaO2 100-300mmHg) daarentegen zou minder orgaandisfunctie geven na reanimatie. De optimale PaO2-streefwaarde is nog niet duidelijk.