氧分压（PO2）是指以物理状态溶解在血浆内的氧分子所产生的张力（故又称氧张力）。在100毫升37℃的血液内、以物理状态溶解的氧，每0.003毫升可产生0.133kPa（1mmHg）的氧分压。正常人在静息状态，呼吸海平面空气，以物理状态溶解在动脉血内的氧约0.3毫升％，动脉血氧分压（PaO2）约13.3kPa（100mmHg）；静脉血氧分压（PvO2）正常约5.32kPa（40mmHg）。
PaO2主要取决于肺泡氧分压（PAO2）的高低、氧通过肺泡膜弥散入血的量、肺泡通气量与肺血流量的比例。如果外界空气氧分压低或肺泡通气减少，使肺泡氧分压降低，或弥散障碍、通气／血流比例失调，使肺动－静脉血功能性或解剖性分流增加，都可使PaO2降低。
