高压氧舱治疗一氧化碳中毒的主要原理是通过增加环境中的氧气压力，提高血液中溶解的氧气量。正常情况下，人体内的红细胞主要依靠血红蛋白携带氧气，但是一氧化碳与血红蛋白的结合力比氧气强约200-300倍，导致一旦吸入一氧化碳，它会迅速占据血红蛋白的位置，形成稳定的碳氧血红蛋白复合物，从而大大减少了血液中能够运输氧气的有效成分。这会导致组织缺氧，严重时可致死。
在高压氧舱内，患者处于高于正常大气压的纯氧环境中，可以显著增加血液中的物理溶解氧量，即使是在一氧化碳中毒导致大部分血红蛋白被占用的情况下，也能确保身体重要器官如大脑和心脏等获得足够的氧气供应。同时，高浓度的氧气有助于加速碳氧血红蛋白复合物的解离过程，加快一氧化碳从体内排出的速度。
此外，高压氧还能促进受损细胞修复、减少炎症反应，并对抗由一氧化碳引起的一系列病理变化，对于预防或减轻中毒后的迟发性神经精神症状具有重要作用。因此，高压氧治疗是救治急性重度一氧化碳中毒非常有效的方法之一。
