低氧血症主要表现为呼吸困难，一般在血氧饱和度低于90%时就可能出现明显的呼吸急促，感觉吸气不够用、呼气费力。比如重症肺炎患者，会明显感觉到呼吸频率加快，努力去获取更多氧气。
呼吸系统相关症状
呼吸频率改变： 轻度低氧血症时，呼吸频率可能会增快，比如原本平静状态下呼吸每分钟16 - 20次，此时可能会增加到20 - 30次/分钟。发绀表现： 口唇、甲床等部位会出现青紫现象，这是因为血液中还原血红蛋白增多导致的。像慢性阻塞性肺疾病患者，病情加重出现低氧血症时，就可能看到口唇发紫的情况。
神经系统相关症状
头痛头晕： 大脑对缺氧比较敏感，低氧血症时容易出现头痛，多为前额部疼痛，同时还会伴有头晕，感觉头重脚轻、站不稳。一般血氧饱和度低于90%持续一段时间后就可能出现这种情况。精神状态改变： 严重低氧血症时可能会出现烦躁不安、嗜睡等症状。比如肺心病患者，当低氧血症加重时，早期可能烦躁，随着病情进展可能会变得嗜睡，反应也变得迟钝。
心血管系统相关症状
心率加快： 身体为了弥补缺氧状况，会通过加快心率来增加供血量，一般心率会超过100次/分钟。例如急性呼吸窘迫综合征患者，在低氧血症发生时，心率往往会增快。血压变化： 早期可能血压升高，因为身体要保证重要器官的供血，但严重低氧血症时血压会下降，出现休克表现，如血压低于90/60mmHg等。