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。引起低氧血症的原因有很多，比如呼吸系统疾病，像慢性阻塞性肺疾病患者，其气道狭窄、气流受限，大约40%的患者会出现低氧血症；还有肺部感染，严重的肺部感染会影响气体交换，导致氧气摄入不足。
一、呼吸系统相关原因
肺部通气功能障碍： 比如胸廓畸形，像严重的脊柱侧弯，会限制胸廓的正常扩张和收缩，影响肺部的通气量，从而引发低氧血症。另外，呼吸肌麻痹也会造成通气不足，比如格林 - 巴利综合征影响了呼吸肌的功能，就可能导致低氧血症。肺部换气功能障碍： 肺间质疾病是常见原因之一，特发性肺纤维化患者的肺间质逐渐被纤维组织替代，气体交换面积减少，大约60%的特发性肺纤维化患者存在低氧血症。还有肺血管疾病，肺栓塞时，栓塞的血管会阻碍血液在肺部的正常灌注，影响气体交换，引发低氧血症。
二、循环系统相关原因
心输出量减少： 严重的心力衰竭患者，心脏泵血功能下降，组织器官得不到充足的血液供应，也会导致氧气运输不足，出现低氧血症。例如，全心衰竭的患者，不仅肺部淤血影响气体交换，全身组织的氧供也会不足。右向左分流的先天性心脏病： 像法洛四联症，存在心室间隔缺损、肺动脉狭窄、主动脉骑跨和右心室肥厚，会出现右向左的分流，静脉血未经充分氧合就进入体循环，导致低氧血症。这类患者从小可能就会有口唇发绀等低氧表现。
三、血液系统相关原因
贫血： 当血红蛋白含量降低时，血液携带氧气的能力下降。比如重度贫血，血红蛋白浓度低于60g/L时，就会明显引起低氧血症。常见的缺铁性贫血，如果没有得到及时治疗，发展到重度时就会出现相关症状。一氧化碳中毒： 一氧化碳与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，使其失去携氧能力。一旦空气中一氧化碳浓度较高，人体吸入后，很快就会造成低氧血症，并且碳氧血红蛋白还会影响氧气的释放，加重组织缺氧。