Los efectos fisiológicos de la oxigenación hiperbárica pueden explicarse a partir de las leyes que regulan el comportamiento de los gases y las consecuencias bioquímicas de la hiperoxia.

Es decir, cuando respiramos oxígeno puro a una presión por encima de la atmosférica se consigue, según la ley de Henry, un incremento importante del oxígeno disuelto en el plasma. Cuando respiramos aire la presión parcial de oxígeno (PpO2) en sangre arterial es de unos 90 mm de Hg. Durante el tratamiento en cámara hiperbárica, esta presión puede llegar a ser de hasta 2000 – 2400 mm de Hg a 3 ATA. Con este aumento importante del transporte de oxígeno aquellas áreas del organismo que estén en hipoxia (falta de oxígeno) y que no puede ser corregida de otra manera, se benefician de este oxígeno y pueden recuperar los mecanismos fisiológicos deprimidos por la situación de hipoxia.