Concentrația de oxigen se referă la cantitatea totală de oxigen dintr-un sistem dat. Acest termen este folosit frecvent atât în medicină, cât și în studiul mediului. În medicină, concentrația de oxigen, numită și saturație în oxigen, se referă la cantitatea de oxigen transportată prin sânge de celulele roșii din sânge, precum și la ceea ce este dizolvat în țesuturile corpului. În mediu, saturația de oxigen poate fi măsurată prin compararea procentului de oxigen cu procentul altor molecule dintr-un lichid sau gaz.
La oameni, oxigenul se găsește în trei locuri. Poate fi reținut în plămâni, găsit dizolvat în țesuturile corpului sau transportat prin sângele atașat la celulele roșii din sânge. Oamenii trebuie să respire frecvent, deoarece nu pot stoca mai mult de câteva minute de oxigen în orice moment. Alte animale, cum ar fi unele mamifere acvatice și reptile, sunt capabile să-și încetinească metabolismul și să stocheze mai mult oxigen în corpul lor, astfel încât să își țină respirația mai mult timp.
De cele mai multe ori, concentrația de oxigen a unei persoane este între 96% și 100%. În medicină, acest procent nu este o comparație a cantității totale de oxigen cu cantitatea totală a altor molecule, ci mai degrabă o măsură a numărului de locuri de legare de pe globulele roșii care sunt ocupate în prezent de moleculele de oxigen. Fiecare globul roșu poate lega până la patru molecule de oxigen simultan, iar dacă saturația de oxigen din sânge este de 100%, toate aceste locuri sunt ocupate.
Respirația normală la o presiune atmosferică de 1, care este presiunea găsită la nivelul mării, va duce la o concentrație normală de oxigen din sânge la o persoană altfel sănătoasă. Hiperventilarea poate duce la o creștere a cantității de oxigen din țesuturi și din sânge, în timp ce ținerea respirației poate duce la o scădere. În ambele cazuri, saturația de oxigen poate fi revenită la normal prin restabilirea respirației la un ritm normal.
Persoanele cu anumite afecțiuni medicale pot avea hipoxie, starea de a avea o concentrație de oxigen din sânge prea scăzută. Aceasta este adesea tratată prin administrarea de oxigen pur sau 90% pur pentru o anumită perioadă de timp. O stare de hiperoxie poate fi indusă prin hiperventilație sau prin administrarea de oxigen, dar din moment ce organismul nu poate păstra rezerve mari de oxigen, această afecțiune se va corecta la câteva minute după oprirea tratamentului cu oxigen concentrat.