quando o sangue oxigenado é levado aos tecidos em quantidades insuficientes seja por redução do débito cardíaco, hipotensão, choques hipovolêmicos e cardiogênico, trauma, edema do tecido vascular, suprimento arterial insuficiente aos tecidos resultante de doença vascular ou trombose.

em situações como anemia, hemorragia, hemólise e hemoglobinopatias (condições nas quais o conteúdo arterial de oxigênio está diminuído), ou quando a capacidade de transportar o oxigênio está prejudicada, como no envenenamento por monóxido de carbono (carboxiemoglobina).

em consequência da exposição acidental ou deliberada a venenos como cianeto, o que promove o envenenamento das enzimas intracelulares envolvidas no metabolismo tecidual.

pelo comprometimento da relação ventilação-perfusão, pela diminuição da fração inspirada de oxigênio em grandes altitudes onde o ar é rarefeito e nos shunts arteriovenosos.

quando a média da hemoglobina desoxigenada do sangue arterial e venoso supera cinco gramas por decilitro. A saturação arterial de oxigênio, a pressão arterial de oxigênio e o conteúdo arterial de oxigênio estão dentro da normalidade.