Inhalovaný kyslík je absorbován – navázán – na tlaku závislou výměnou plynů mezi alveolárním plynem a kapilární krví protékající alveoly. Kyslík je transportován, hlavně vázaný na hemoglobin, systémovou cirkulací ke všem tkáním těla. Pouze velmi malá část je volná, rozpuštěná v plazmě. Během pasáže tkáněmi probíhá přenos závislý na parciálním tlaku kyslíku a jednotlivých buněk. Kyslík je životně důležitou složkou k vytváření energie při intermediárním metabolismu – aerobní ATP produkce v mitochondriích. Kyslík urychluje uvolňování oxidu uhelnatého (CO), který je vázaný na hemoglobin a ostatní proteiny obsahující železo, a proto tedy ruší negativní blokující účinky způsobené vazbou oxidu uhelnatého na železo. Hyperbarická oxygenoterapie také způsobuje uvolnění oxidu uhelnatého a to ve větší míře než je dosažitelné dýcháním 100% kyslíku za normálního tlaku. V těle absorbovaný kyslík je téměř zcela vyloučen jako oxid uhličitý vytvářený při intermediárním metabolismu.