氧中毒时细胞受损的机制：

氧中毒的发生取决于氧分压而不是氧浓度。吸入气的氧分压（PiO₂）与氧浓度（FiO₂）的关系如公式：PiO₂=（PB-6.27）×FiO₂，式中PB为吸入气压力（kPa）医学教育网搜'集整理。6.27（kPa，即47mmHg）为水蒸汽压。潜水员在深50m的海水下作业（PB约为608kPa 即4560mmHg）时，虽然吸入气的氧浓度正常（FiO₂=0.21），氧分压（FiO₂）却高达126.4kPa（948mmHg），从而可导致氧中毒；相反，宇航员在1/3大气压环境中工作，即使吸入纯氧（FiO₂=1），PiO₂也仅27.5kPa（206mmHg），不易出现氧中毒。当吸入气的氧分压过高时，因肺泡气及动脉血的氧分压随着增高，使血液与组织细胞之间的氧分压差增大，氧的弥散加速，组织细胞因获得过多氧而中毒。