Sauerstoffmangel oder Hypoxie kann durch eine Vielzahl von medizinischen und umweltbedingten Faktoren verursacht werden. Äußerlich ist Sauerstoffmangel in der Regel das Ergebnis einer Exposition gegenüber sauerstoffarmen Umgebungen, wie z. B. in großen Höhen. Aus diesem Grund empfiehlt die FAA, dass Piloten laut About.com zusätzlichen Sauerstoff für Höhen über 10.000 Fuß am Tag und 6.000 Fuß in der Nacht verwenden.
Hypoxie kann jedoch durch Faktoren verursacht werden, die nicht nur von der Sauerstoffmenge in der Umgebung abhängen. About.com gibt mehrere Beispiele für medizinische Zustände, die zu einem schlechten oder unzureichenden Sauerstofffluss zum Gehirn und anderen Organen führen können. Hypoxische Hypoxie beschreibt einen Zustand mit niedrigem Sauerstoffgehalt im Blut, der durch unzureichende Atmung verursacht werden kann. Anämische Hypoxie bezieht sich auf die verminderte Fähigkeit des Blutes, Sauerstoff zu transportieren, die durch viele verschiedene Bedingungen verursacht werden kann. Eine stagnierende Hypoxie führt zu einer schlechten Durchblutung, die das Gewebe mit sauerstoffreichem Blut verhungert. Die histiotoxische Hypoxie wirkt auf der Ebene des Gewebes selbst, wobei die Zellen nicht in der Lage sind, Sauerstoff effizient aufzunehmen oder zu metabolisieren. Schließlich können Sepsis und andere Erkrankungen eine metabolische Hypoxie verursachen, bei der Sauerstoff effizient aufgenommen und transportiert wird, der Sauerstoffbedarf des Körpers jedoch die Kapazität der Lunge übersteigt, ihn zu liefern.