Η συγκέντρωση οξυγόνου αναφέρεται στη συνολική ποσότητα οξυγόνου σε ένα δεδομένο σύστημα. Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται συχνά τόσο στην ιατρική όσο και στη μελέτη του περιβάλλοντος. Στην ιατρική, η συγκέντρωση οξυγόνου, η οποία ονομάζεται επίσης κορεσμός οξυγόνου, αναφέρεται στην ποσότητα οξυγόνου που μεταφέρεται μέσω του αίματος από τα ερυθρά αιμοσφαίρια, καθώς και σε αυτό που διαλύεται στους ιστούς του σώματος. Στο περιβάλλον, ο κορεσμός οξυγόνου μπορεί να μετρηθεί συγκρίνοντας το ποσοστό του οξυγόνου με το ποσοστό άλλων μορίων σε ένα υγρό ή αέριο.
Στους ανθρώπους, το οξυγόνο βρίσκεται σε τρία σημεία. Μπορεί να συγκρατηθεί στους πνεύμονες, να βρεθεί διαλυμένο στους ιστούς του σώματος ή να μεταφερθεί μέσω του αίματος που συνδέεται με τα ερυθρά αιμοσφαίρια. Οι άνθρωποι πρέπει να αναπνέουν συχνά επειδή δεν είναι σε θέση να αποθηκεύσουν οξυγόνο για περισσότερα από λίγα λεπτά ανά πάσα στιγμή. Άλλα ζώα, όπως ορισμένα υδρόβια θηλαστικά και ερπετά, είναι σε θέση να επιβραδύνουν τον μεταβολισμό τους και να αποθηκεύουν περισσότερο οξυγόνο στο σώμα τους, ώστε να μπορούν να κρατούν την αναπνοή τους για περισσότερο.
Τις περισσότερες φορές, η συγκέντρωση οξυγόνου ενός ατόμου είναι μεταξύ 96% και 100%. Στην ιατρική, αυτό το ποσοστό δεν είναι σύγκριση της συνολικής ποσότητας οξυγόνου με τη συνολική ποσότητα άλλων μορίων, αλλά μάλλον ένα μέτρο του αριθμού των θέσεων δέσμευσης στα ερυθρά αιμοσφαίρια που καταλαμβάνονται επί του παρόντος από μόρια οξυγόνου. Κάθε ερυθρό αιμοσφαίριο μπορεί να δεσμεύσει έως και τέσσερα μόρια οξυγόνου τη φορά, και εάν ο κορεσμός του οξυγόνου στο αίμα είναι στο 100%, όλες αυτές οι θέσεις είναι κατειλημμένες.
Η κανονική αναπνοή σε ατμοσφαιρική πίεση 1, που είναι η πίεση που βρίσκεται στο επίπεδο της θάλασσας, θα έχει ως αποτέλεσμα μια φυσιολογική συγκέντρωση οξυγόνου στο αίμα σε ένα κατά τα άλλα υγιές άτομο. Ο υπεραερισμός μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της ποσότητας οξυγόνου στους ιστούς και στο αίμα, ενώ το κράτημα της αναπνοής μπορεί να οδηγήσει σε μείωση. Και στις δύο περιπτώσεις, ο κορεσμός οξυγόνου μπορεί να επανέλθει στο φυσιολογικό επαναφέροντας την αναπνοή σε φυσιολογικό ρυθμό.
Άτομα με ορισμένες ιατρικές παθήσεις μπορεί να έχουν υποξία, την κατάσταση της συγκέντρωσης οξυγόνου στο αίμα που είναι πολύ χαμηλή. Αυτό συχνά αντιμετωπίζεται με τη χορήγηση καθαρού ή 90% καθαρού οξυγόνου για ορισμένο χρονικό διάστημα. Μια κατάσταση υπεροξίας μπορεί να προκληθεί μέσω υπεραερισμού ή χορήγησης οξυγόνου, αλλά επειδή το σώμα δεν μπορεί να κρατήσει μεγάλα αποθέματα οξυγόνου, αυτή η κατάσταση θα διορθωθεί μόνη της λίγα λεπτά μετά τη διακοπή της θεραπείας με συμπυκνωμένο οξυγόνο.