低氧血症的治疗需根据具体病情来定，一般可通过氧疗等方式改善，比如轻度低氧血症可能通过一般的氧疗措施就能缓解。
氧疗方式选择
鼻导管吸氧： 是常用的氧疗方法，一般可给予1 - 6升/分钟的流量吸氧，能提高血氧分压和血氧饱和度。对于轻、中度低氧血症患者，可先尝试鼻导管吸氧来纠正低氧状态。面罩吸氧： 适用于氧流量需求较大或需较高浓度吸氧的患者，如严重低氧血症伴有二氧化碳潴留风险的患者，面罩吸氧能提供相对稳定的氧浓度，通常氧浓度可控制在25% - 50%左右。
治疗原发病
呼吸系统疾病导致的低氧血症： 如果是慢性阻塞性肺疾病急性加重引起的低氧血症，需要积极控制感染，可根据病原菌选择合适的抗生素，同时使用支气管扩张剂，如沙丁胺醇等，扩张支气管，改善通气功能，从而纠正低氧血症。如果是肺炎引起的低氧血症，同样要针对病原体进行抗感染治疗，比如细菌性肺炎可选用青霉素类、头孢菌素类等抗生素，待炎症得到控制后，低氧血症也会逐渐改善。心血管系统疾病导致的低氧血症： 像心力衰竭引起的低氧血症，需要进行抗心衰治疗，使用利尿剂减轻心脏负荷，如呋塞米等，同时使用强心剂，如地高辛等增强心肌收缩力，改善心脏泵血功能，进而纠正低氧血症。
机械通气治疗
无创机械通气： 适用于轻度至中度呼吸衰竭、神志清楚的低氧血症患者，通过面罩或鼻罩与患者连接，提供正压通气，帮助改善通气和氧合。例如急性心源性肺水肿导致的低氧血症，可尝试无创机械通气，多数患者在应用后低氧情况能得到一定程度的缓解。有创机械通气： 对于严重低氧血症且无创通气失败、病情进行性恶化、神志不清等情况的患者，需要进行有创机械通气，通过气管插管或气管切开建立人工气道，进行机械通气支持，维持有效的气体交换，纠正低氧血症。比如重症肺炎合并严重呼吸衰竭的患者，可能需要及时进行有创机械通气来挽救生命。