高压氧治疗疾病，其治疗机理主要有以下几方面：
1、高压氧可以大大提高氧分压，增加物理溶解氧。吸入2个大气压纯氧时，动脉血氧分压提高到1433mmHg，比在空气中提高近14倍，物理溶解氧增加13倍；
2、高压氧下血氧弥散速率增快，弥散距离也明显增加。空气中毛细血管弥散半径只有30μm，2个大气压浓度，几乎纯氧条件下，毛细血管弥散半径可增加到100μm，可以克服组织缺氧问题；
3、高压氧可以调节血管舒张收缩功能，促进侧支循环建立，增强缺血区血流量，改善局部缺血、供血、供氧；
4、高压氧促醒作用。吸入2个大气压纯氧，可以使椎基底动脉供血血流量增加18%，可以激活脑干网状系统氧分压增加。有利于上行激活系统，促进觉醒及生命中枢功能活动；
5、高压氧有利于自由基清除；
6、高压氧有抗菌作用，对厌氧菌具有抑制作用，还可促进某些抗生素作用；
7、高压氧可以增强恶性肿瘤对放疗和化疗敏感性；
8、高压氧对气泡的作用，高压氧下气泡会随气压增加，体积逐渐减小，最后分解；
9、高压氧对损伤修复作用。高压氧改善缺血、缺氧，有利于ATP合成，改善有利于损伤修复；
10、高压氧降低脑水肿。在2个大气压吸入纯氧时，颈内动脉血流量减少21%，可以使颅内压下降36%。