低氧血症是指血液中含氧不足，动脉血氧分压低于同龄人的正常下限。一般来说，海平面静息状态下，动脉血氧分压（PaO₂）<60mmHg，或伴二氧化碳分压（PaCO₂）>50mmHg，就可诊断为低氧血症。
呼吸系统相关症状
呼吸困难： 这是低氧血症比较常见的表现。患者会感觉呼吸费力，呼吸频率可能会加快，比如原本平静时呼吸每分钟16 - 20次，低氧血症时可能会增加到25次以上。严重的低氧血症患者可能会出现鼻翼扇动、端坐呼吸等情况。咳嗽： 低氧血症可能会刺激呼吸道，引起咳嗽。有时候咳嗽可能比较频繁，而且咳嗽的程度可能会随着低氧血症的加重而加重。比如轻度低氧血症时可能只是偶尔咳嗽，而重度低氧血症时咳嗽会比较剧烈，甚至影响患者的休息和睡眠。
神经系统相关症状
头痛： 低氧血症会影响脑部的血液供应和氧供，从而导致头痛。一般来说，头痛可能是双侧头部胀痛，疼痛程度因人而异，有些患者可能只是轻微头痛，而有些患者头痛会比较剧烈。而且头痛可能会在低氧血症发生时逐渐出现，随着低氧血症得到改善，头痛也会逐渐缓解。嗜睡： 患者可能会出现精神萎靡、嗜睡的表现。比如原本精神状态良好的人，在低氧血症时会变得容易困倦，总想睡觉，而且很难被唤醒。严重的嗜睡可能会影响患者的日常生活和正常的社交活动等。
心血管系统相关症状
心率加快： 人体为了弥补低氧状态，心脏会加快跳动来增加供血。一般来说，低氧血症时心率可能会超过100次/分钟。在低氧血症得到纠正后，心率会逐渐恢复到正常范围。血压变化： 早期低氧血症可能会引起血压升高，这是因为身体的应激反应导致血管收缩。但如果低氧血症持续时间较长，可能会导致血压下降，出现休克等严重情况。比如重度低氧血症患者可能会出现血压降低，脉搏细速等休克表现。