低氧血症会对人体多个系统产生不良影响。一般来说，当动脉血氧分压低于60mmHg时就可认为存在低氧血症，而它会引发诸多问题。
对呼吸系统的影响
呼吸频率改变： 轻度低氧血症时，人体会通过加快呼吸频率来试图获取更多氧气，比如可能从正常的16 - 20次/分钟增加到20次/分钟以上。引发呼吸窘迫： 严重低氧血症时，会出现呼吸急促、困难等表现，患者会感觉喘气费劲，甚至可能发展为急性呼吸窘迫综合征，影响正常的气体交换功能。
对心血管系统的影响
心率变化： 低氧血症早期，机体为了保证重要器官的供血，会反射性地使心率加快，可能从正常的60 - 100次/分钟升至100次/分钟以上。血压波动： 轻度低氧血症时，血压可能会升高，但严重低氧血症时，血压会下降，导致组织灌注不足，影响心脏等器官的血液供应，严重时可引发休克。
对神经系统的影响
头晕头痛： 低氧血症会导致大脑缺氧，从而引起头晕、头痛，患者会感觉头部昏沉、胀痛。意识障碍： 严重低氧血症时，会出现意识模糊、嗜睡，甚至昏迷等情况，因为大脑长时间缺氧会影响神经细胞的功能，导致神经系统功能紊乱。
对其他系统的影响
消化系统： 低氧血症可影响胃肠道的血液供应，导致胃肠道功能紊乱，出现恶心、呕吐、食欲不振等症状。肾脏功能： 肾脏对缺氧比较敏感，低氧血症时肾脏血流减少，可能影响肾脏的滤过功能，导致尿量减少，长期低氧血症还可能损伤肾功能。