A hiperbár oxigénterápia a következő állapotok esetén alkalmas: káros gázok, például szén-monoxid, hidrogén-szulfid és biogáz által okozott mérgezés; agyi trombózis, agyvérzés, traumás agysérülés, ideggyulladás; vasculitis, diabéteszes gangréna és lassan{0}}gyógyuló fekélyek; magzati rossz fejlődés és újszülöttkori fulladás; akut légembólia, dekompressziós betegség, magassági betegség; hirtelen süketség, Meniere-szindróma és szédülés. A normál oxigénterápiához képest a hiperbár oxigénterápia erősebb és hatékonyabb, az oxigénszintek felhasználásával közvetlenül kezeli a hipoxiát. Antibakteriális hatása is van.
Szén-monoxid-mérgezés kezelése: A belélegzett szén-monoxid a vörösvértestekhez kötődik, kiszorítva azok oxigénszállítási képességét. Az emberek általában az oxigénre támaszkodnak a túléléshez, de szén-monoxid-mérgezés esetén a szén-monoxid helyettesíti az oxigént a szervezetben, ami hipoxiához vezet. Az agy a leginkább oxigén-függő szerv, és a szén-monoxid-mérgezés tünetei neurológiai megnyilvánulások. Az enyhe tünetek közé tartozik a szédülés, fejfájás, hányinger, hányás és gyengeség, míg a súlyos tünetek közé tartozik a kóma. Mindezek az agyi hipoxiával kapcsolatosak. A szén-monoxid erősebben kötődik a vörösvértestekhez, mint az oxigén. A szén-monoxid-mérgezéses beteg friss levegőre kerülése esetén a mérgezés megszüntetése 10-20 órát vesz igénybe, mivel a légköri oxigén csak a levegő 1/5-ét teszi ki. Ha azonban egy szén-monoxid-mérgezésben szenvedő beteget hiperbár oxigénkamrába helyeznek, a belélegzett oxigén mennyisége sokkal nagyobb, mint a levegőben lévő mennyiség. Sok súlyosan mérgezett beteg a kezelés befejezése előtt magához tér, tünetei 40-50 percen belül enyhülhetnek.
Agyi trombózis kezelése: A hiperbár oxigénterápia előnye, hogy a környező normál agyszövetből vérrel látja el az elváltozás területét. Fordított vérzés és reflux: Agyi trombózisban szenvedő betegek értágító szerek alkalmazásakor a normál agyszövet sejtjei érzékenyen reagálnak a gyógyszerekre, míg a léziós területen a válasz kevésbé érzékeny, az erek nem tágulnak ki. A vér a normál agyszöveten (a kitágult területeken) áramlik át a léziós terület helyett; ezt a jelenséget fordított vérzésnek nevezik. A hiperbár oxigénterápia fordított vérzéses hatással bír.
