低氧血症通常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。其常见原因主要有以下几类：
呼吸系统相关原因
气道梗阻：
上呼吸道异物阻塞： 比如儿童可能会不小心将小玩具、食物等吸入气道，导致气道部分或完全梗阻，影响气体的正常进出，进而引起低氧血症。这种情况如果不及时处理，会很快出现严重后果。喉部疾病： 像急性喉炎，会导致喉部黏膜水肿，使气道狭窄，气体交换受阻。急性喉炎多发生在冬春季节，常见于儿童，起病较急，可出现声音嘶哑、吸气性呼吸困难等症状，若不及时治疗，可能引发低氧血症。
肺部疾病：
肺炎： 各种病原体引起的肺炎，如细菌性肺炎、病毒性肺炎等，会使肺部的肺泡和间质发生炎症，影响气体交换。例如细菌性肺炎，肺部会有大量炎性渗出物，肺泡换气功能下降，导致血氧含量降低。一般肺炎患者会有发热、咳嗽、咳痰等症状，严重时低氧血症表现明显。慢性阻塞性肺疾病（COPD）： 这是一种常见的慢性呼吸系统疾病，患者的气道存在慢性炎症，气道狭窄、气流受限，肺部的通气和换气功能逐渐下降。在病情急性加重期，低氧血症会更为明显。COPD多见于长期吸烟的中老年人，病情呈进行性发展。
循环系统相关原因
心功能不全：
左心功能不全： 左心主要负责将肺静脉回流的血液泵入主动脉，供给全身。左心功能不全时，肺循环淤血，影响肺部的气体交换，导致血氧含量降低。常见于冠心病、高血压性心脏病等患者，会出现呼吸困难、咳嗽、咳痰等症状，严重时低氧血症明显。右心功能不全： 右心功能不全时，体循环淤血，会影响肺部的血液灌注，进而影响气体交换。例如肺源性心脏病患者，由于肺部病变导致肺动脉高压，右心负荷加重，最终引起右心功能不全，出现低氧血症等表现。
肺血管疾病：
肺栓塞： 是指肺动脉或其分支被血栓等物质阻塞，使肺部血液循环受阻，影响气体交换。肺栓塞起病较为急骤，患者可能出现胸痛、呼吸困难、咯血等症状，低氧血症是常见表现之一。引起肺栓塞的血栓往往来自下肢静脉血栓等。
血液系统相关原因
贫血：
各种原因导致的贫血： 如缺铁性贫血、巨幼细胞性贫血等，血液携带氧气的能力下降。因为红细胞是携带氧气的主要细胞，贫血时红细胞数量减少或血红蛋白含量降低，就会使血液运输氧气的能力减弱，从而引起低氧血症。贫血患者通常会有面色苍白、乏力、头晕等表现，严重贫血时低氧血症症状更明显。
血红蛋白异常：
如先天性高铁血红蛋白血症： 患者体内的血红蛋白结构异常，不能正常携带氧气。这种疾病多为先天性，由于遗传因素导致血红蛋白分子结构改变，使血红蛋白失去携氧功能，进而引起低氧血症。患者可能从出生后就有相关表现，出现口唇、甲床等部位发绀等低氧表现。