Die Sauerstoffkonzentration bezieht sich auf die Gesamtmenge an Sauerstoff in einem bestimmten System. Dieser Begriff wird sowohl in der Medizin als auch in der Umweltforschung häufig verwendet. In der Medizin bezieht sich die Sauerstoffkonzentration, die auch als Sauerstoffsättigung bezeichnet wird, auf die Menge an Sauerstoff, die von den roten Blutkörperchen durch das Blut transportiert wird, sowie auf die Menge, die im Körpergewebe gelöst wird. In der Umgebung kann die Sauerstoffsättigung gemessen werden, indem der Prozentsatz von Sauerstoff mit dem Prozentsatz anderer Moleküle in einer Flüssigkeit oder einem Gas verglichen wird.
Beim Menschen kommt Sauerstoff an drei Stellen vor. Es kann in der Lunge gespeichert, im Körpergewebe gelöst gefunden oder durch das Blut transportiert werden, das an rote Blutkörperchen gebunden ist. Der Mensch muss häufig atmen, weil er zu keiner Zeit mehr als ein paar Minuten Sauerstoff speichern kann. Andere Tiere, wie einige Wassersäuger und Reptilien, sind in der Lage, ihren Stoffwechsel zu verlangsamen und mehr Sauerstoff in ihrem Körper zu speichern, damit sie länger die Luft anhalten können.
Die Sauerstoffkonzentration einer Person liegt meistens zwischen 96% und 100%. In der Medizin ist dieser Prozentsatz kein Vergleich der Gesamtmenge an Sauerstoff mit der Gesamtmenge anderer Moleküle, sondern ein Maß für die Anzahl der Bindungsstellen auf roten Blutkörperchen, die aktuell von Sauerstoffmolekülen besetzt sind. Jedes rote Blutkörperchen kann bis zu vier Sauerstoffmoleküle gleichzeitig binden, und wenn die Sauerstoffsättigung im Blut 100 % beträgt, sind alle diese Stellen besetzt.
Normales Atmen bei einem atmosphärischen Druck von 1, der dem Druck auf Meereshöhe entspricht, führt bei einer ansonsten gesunden Person zu einer normalen Blutsauerstoffkonzentration. Hyperventilieren kann zu einer Erhöhung der Sauerstoffmenge im Gewebe und im Blut führen, während das Anhalten des Atems zu einer Abnahme führen kann. In jedem Fall kann die Sauerstoffsättigung wieder normalisiert werden, indem die Atmung auf eine normale Frequenz zurückgeführt wird.
Personen mit bestimmten Erkrankungen können Hypoxie haben, den Zustand einer zu niedrigen Sauerstoffkonzentration im Blut. Dies wird oft durch die Verabreichung von reinem oder 90% reinem Sauerstoff für eine bestimmte Zeit behandelt. Ein Zustand von Hyperoxie kann durch Hyperventilation oder Sauerstoffzufuhr induziert werden, aber da der Körper keine großen Sauerstoffreserven halten kann, korrigiert sich dieser Zustand einige Minuten nach Beendigung der Behandlung mit konzentriertem Sauerstoff von selbst.