Em geral, o cérebro pode resistir até três a seis minutos sem oxigênio antes que ocorra dano cerebral, mas isso pode variar de pessoa para pessoa. Se o cérebro ficar sem oxigênio por mais tempo, é provável que ocorram danos graves e frequentemente irreversíveis. Após dez minutos, geralmente ocorreu dano neurológico grave. Muito poucas pessoas recuperam qualquer função cognitiva depois que o cérebro ficou 15 ou mais minutos sem oxigênio.
Como o cérebro não consegue reter oxigênio por conta própria, ele depende de um suprimento constante fornecido pela corrente sanguínea. A morte cerebral pode ocorrer rapidamente à medida que as células começam a morrer sem nenhum estoque de oxigênio ou novo oxigênio circulando no cérebro. Quase imediatamente após o término da ingestão de oxigênio, as células cerebrais começam a morrer. O cérebro geralmente dura apenas alguns minutos sem oxigênio antes de ocorrerem danos em algum nível.
Ocasionalmente, o cérebro pode durar mais tempo sem oxigênio antes que os danos cerebrais se tornem graves, mas isso geralmente requer circunstâncias muito específicas. Geralmente, é necessário que a cessação do oxigênio aconteça ao mesmo tempo em que o corpo esfria muito rapidamente, como se uma pessoa caísse na água gelada e começasse a se afogar. Sabe-se que crianças pequenas passam meia hora sem oxigênio e ainda sobrevivem em situações como essa.
Na maioria dos casos, o dano cerebral é irreversível quando ocorre devido à privação de oxigênio a longo prazo. Por esse motivo, durante os casos de doença ou lesão em que a respiração cessa, é vital que a equipe de emergência trabalhe para fornecer um fluxo constante de oxigênio ao coração e ao cérebro. Isso pode ser feito por meios artificiais ou fazendo com que o paciente respire sozinho. A morte geralmente é declarada quando o cérebro fica mais de 15 minutos sem oxigênio.
Embora o cérebro só possa ficar alguns minutos sem oxigênio antes que algum tipo de dano cerebral ocorra, os pacientes muitas vezes podem recuperar a função cognitiva se tratados rapidamente. A gravidade das complicações de longo prazo geralmente está em correlação direta com o tempo que a pessoa passou sem oxigênio. O resultado exato e o nível de dano de um paciente também podem depender do motivo pelo qual ele parou de respirar.