Η θεραπεία υπερβαρικής οξυγόνωσης περιλαμβάνει την αναπνοή καθαρού οξυγόνου ενώ βρίσκεται σε θάλαμο που διατηρείται σε πίεση μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική. Η ασθένεια αποσυμπίεσης, η δηλητηρίαση από μονοξείδιο του άνθρακα, οι πληγές, η οστεομυελίτιδα, τα δερματικά μοσχεύματα και τα εγκαύματα μπορούν όλα να αντιμετωπιστούν με αυτόν τον τρόπο. Τα μειονεκτήματα που σχετίζονται με αυτό το είδος θεραπείας είναι η συσσώρευση υγρών, ο πόνος στα αυτιά, οι προσωρινές αλλαγές όρασης, ο επιδεινωμένος καταρράκτης, η πιθανή ρήξη των πνευμόνων, η κόπωση και η τοξικότητα του οξυγόνου. Η θεραπεία δεν είναι ακόμη ευρέως αποδεκτή στην κύρια ιατρική κοινότητα και η παραπομπή για αυτήν μπορεί μερικές φορές να είναι δύσκολη. Επιπλέον, λίγα νοσοκομεία διαθέτουν υπερβαρικές εγκαταστάσεις, γεγονός που καθιστά δύσκολη την πρόσβαση σε αυτή τη θεραπεία.
Εάν το σώμα αποσυμπιέσει γρήγορα, τα διαλυμένα αέρια μπορεί να βγουν από το αίμα ως φυσαλίδες και, αν αφεθούν χωρίς θεραπεία, να προκαλέσουν εξανθήματα, έντονο πόνο, παράλυση ή θάνατο. Οι υπερβαρικοί θάλαμοι ανακουφίζουν την ασθένεια αποσυμπίεσης αναγκάζοντας τις φυσαλίδες να διαλυθούν στο αίμα. Η χρήση τους για τη θεραπεία της δηλητηρίασης από μονοξείδιο του άνθρακα εξακολουθεί να είναι αμφιλεγόμενη, αλλά ορισμένα στοιχεία δείχνουν ότι αυτή η θεραπεία μπορεί να επιταχύνει την απελευθέρωση μονοξειδίου του άνθρακα από το αίμα. Ορισμένοι επαγγελματίες υγείας πιστεύουν ότι η αναπνοή καθαρού οξυγόνου σε ατμοσφαιρική πίεση είναι επαρκής για τη θεραπεία της δηλητηρίασης από μονοξείδιο του άνθρακα.
Το κύριο όφελος της θεραπείας υπερβαρικής οξυγόνωσης είναι η ικανότητά της να αυξάνει την απορρόφηση του οξυγόνου από τον ιστό, προάγοντας την επούλωση. Αυτό εξηγεί γιατί χρησιμοποιείται για τη θεραπεία τραυμάτων βραδείας επούλωσης που επιπλέκονται από κακή κυκλοφορία, όπως διαβητικό πόδι, διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια, δερματικά μοσχεύματα και εγκαύματα. Η θεραπεία επιταχύνει επίσης την επούλωση περίπλοκων λοιμώξεων, συμπεριλαμβανομένων τόσο της οστεομυελίτιδας, μιας λοίμωξης των οστών ή του μυελού των οστών, όσο και σοβαρών λοιμώξεων του δέρματος και των μυών.
Τα μειονεκτήματα που σχετίζονται με την υγεία είναι σπάνια, αλλά μπορεί να περιλαμβάνουν πόνο ή υγρό στα αυτιά, προσωρινές αλλαγές όρασης όπως μυωπία, επιδείνωση αναπτυσσόμενου καταρράκτη, πιθανή ρήξη πνεύμονα όταν ο ασθενής κρατά την αναπνοή του ή δεν αναπνέει κανονικά, κόπωση και τοξικότητα οξυγόνου ή δηλητηρίαση από οξυγόνο, που προκαλεί αποπροσανατολισμό και αναπνευστικές δυσκολίες. Πολλά από αυτά τα συμπτώματα είναι προσωρινά και θα εξαφανιστούν σε λίγες εβδομάδες. Η πρόσβαση σε έναν υπερβαρικό θάλαμο μπορεί να είναι περιορισμένη επειδή η κύρια ιατρική κοινότητα δεν έχει ακόμη αποδεχθεί πλήρως τη χρήση αυτής της θεραπείας, καθιστώντας δύσκολη τη λήψη παραπομπής. Η έρευνα για τις χρήσεις των υπερβαρικών θαλάμων είναι εξαιρετικά δαπανηρή και επομένως αρκετά περιορισμένη, επιβραδύνοντας περαιτέρω την αποδοχή της. Ενώ οι εγκαταστάσεις αυξάνονται σταδιακά σε αριθμό, η εύρεση τοπικής μπορεί να είναι ακόμα δύσκολη.