A concentração de oxigênio se refere à quantidade total de oxigênio em um determinado sistema. Este termo é freqüentemente usado tanto na medicina quanto no estudo do meio ambiente. Na medicina, a concentração de oxigênio, também chamada de saturação de oxigênio, refere-se à quantidade de oxigênio que é transportada pelo sangue pelos glóbulos vermelhos, bem como ao que é dissolvido nos tecidos do corpo. No ambiente, a saturação de oxigênio pode ser medida comparando a porcentagem de oxigênio com a porcentagem de outras moléculas em um líquido ou gás.
Nos humanos, o oxigênio é encontrado em três lugares. Pode ser retido nos pulmões, dissolvido nos tecidos do corpo ou transportado pelo sangue ligado aos glóbulos vermelhos. Os humanos precisam respirar com frequência porque não conseguem armazenar mais do que alguns minutos de oxigênio a qualquer momento. Outros animais, como alguns mamíferos aquáticos e répteis, são capazes de desacelerar seu metabolismo e armazenar mais oxigênio em seus corpos para que possam prender a respiração por mais tempo.
Na maioria das vezes, a concentração de oxigênio de uma pessoa está entre 96% e 100%. Na medicina, esse percentual não é uma comparação da quantidade total de oxigênio com a quantidade total de outras moléculas, mas sim uma medida do número de locais de ligação nos glóbulos vermelhos que estão atualmente ocupados por moléculas de oxigênio. Cada glóbulo vermelho pode ligar até quatro moléculas de oxigênio por vez e, se a saturação de oxigênio no sangue estiver em 100%, todos esses locais estarão ocupados.
Respirar normalmente a uma pressão atmosférica de 1, que é a pressão encontrada ao nível do mar, resultará em uma concentração normal de oxigênio no sangue em uma pessoa saudável. A hiperventilação pode levar a um aumento na quantidade de oxigênio nos tecidos e no sangue, enquanto prender a respiração pode resultar em uma diminuição. Em ambos os casos, a saturação de oxigênio pode retornar ao normal restaurando a respiração a uma taxa normal.
Indivíduos com certas condições médicas podem ter hipóxia, o estado de ter uma concentração de oxigênio no sangue muito baixa. Isso geralmente é tratado com a administração de oxigênio puro ou 90% puro por um determinado período de tempo. Um estado de hiperóxia pode ser induzido por hiperventilação ou administração de oxigênio, mas como o corpo não consegue reter grandes reservas de oxigênio, essa condição se corrigirá automaticamente alguns minutos após a interrupção do tratamento com oxigênio concentrado.