低氧血症通常是由于人体吸入的氧气不足、肺泡与血液之间气体交换障碍或血液循环运输氧气能力下降等原因造成的。比如，在海拔较高的地区，空气中氧气含量较低，人可能会因为吸入氧气不足而出现低氧血症，据统计，在海拔3000米以上的区域，约有5% - 10%的人会出现不同程度的低氧血症表现。
一、呼吸系统疾病导致
1. 气道阻塞：
比如喉头水肿，可能在过敏、感染等情况下发生，会阻碍空气进入肺部，使氧气无法正常进入体内，影响气体交换。另外，气管内的异物堵塞，像儿童误将小物件吸入气管，也会造成气道阻塞，导致氧气吸入困难，引发低氧血症。
2. 肺部病变：
肺炎是常见的肺部病变，细菌、病毒等感染肺部后，会使肺部的肺泡和间质组织受到炎症影响，气体交换面积减少，影响氧气的摄取。例如重症肺炎患者，其肺部炎症范围较广，气体交换功能明显下降，容易出现低氧血症。还有肺气肿，患者的肺泡弹性减退，过度膨胀、破裂，肺部有效气体交换面积减少，也会导致氧气供应不足，引发低氧血症。
二、胸廓与胸膜病变引起
1. 胸廓畸形：
像严重的漏斗胸或鸡胸，会影响胸廓的正常容积和肺部的扩张，使得肺部无法充分膨胀，进而影响气体的吸入和呼出，导致氧气交换受限。比如一些先天性胸廓畸形的患者，从儿童时期就可能存在肺部通气和换气功能障碍，随着年龄增长，低氧血症可能逐渐明显。
2. 胸膜病变：
大量胸腔积液会压迫肺组织，使肺组织不能正常扩张，限制了肺部的通气功能。例如胸腔积液量超过500毫升时，就可能对肺组织产生明显的压迫，导致气体交换障碍，引发低氧血症。气胸也是胸膜病变的一种，气体进入胸膜腔，压缩肺组织，使肺不能正常发挥气体交换的功能，患者会迅速出现呼吸困难和低氧血症的表现。
三、循环系统问题造成
1. 心脏疾病：
心力衰竭时，心脏的泵血功能减弱，不能将足够的血液输送到全身，包括肺部的血液灌注不足，影响了肺部的气体交换。比如全心衰竭的患者，肺部淤血严重，气体交换效率大大降低，容易出现低氧血症。另外，先天性心脏病如法洛四联症，患者的心脏结构异常，导致右向左分流，静脉血不能充分在肺部氧合就直接进入体循环，造成机体缺氧，引发低氧血症。
2. 血管病变：
肺栓塞是常见的血管病变，血栓堵塞肺动脉或其分支，使肺部的血液循环受阻，相应肺组织的气体交换无法正常进行。肺栓塞发生后，受损肺组织的氧气摄取和二氧化碳排出都会受到影响，患者很快会出现低氧血症的症状，严重时可危及生命。