低氧血症主要通过血气分析来诊断，动脉血氧分压（PaO₂）低于60mmHg可诊断为低氧血症。
一、海平面静息状态下呼吸空气时的低氧血症
在海平面环境中，人体静息状态下呼吸空气，若PaO₂＜60mmHg，即可判定为低氧血症。这是最常见的低氧血症情况，一般人群都可能出现，与环境、自身呼吸功能等因素相关。
二、运动状态下的低氧血症
运动时身体耗氧量增加，可能导致原本有基础呼吸功能问题的人出现低氧血症。此时PaO₂可能会低于静息状态下的正常范围，对于有肺部基础疾病等情况的人群，运动时更易发生，需特别关注运动中的血氧变化。
三、特殊人群的低氧血症
- 老年人：老年人各器官功能衰退，包括呼吸功能，更容易出现低氧血症。其肺组织弹性下降、气道阻力增加等，使得气体交换功能减弱，应密切监测血氧情况。
- 儿童：儿童处于生长发育阶段，呼吸系统还未完全成熟。一些先天性呼吸系统疾病或感染等情况易引发低氧血症，家长需留意儿童在活动或安静时的血氧表现，如有异常及时就医。
- 有基础疾病人群：如患有慢性阻塞性肺疾病、冠心病等基础疾病的人群，自身呼吸或循环功能已受影响，更易发生低氧血症，需定期监测并积极控制基础疾病来预防低氧血症的发生。