在稀薄的大氣層或空間飛行時人體組織細胞因得不到代謝所需之氧氣而引起的反應或症候。通常在3～4公里高度開始呈現輕度缺氧，其主要表現是夜間視覺減退，大體力負荷時感覺疲倦乏力，工作效率降低，但呼吸循環功能增強,不危及生命。在5公里高度上產生中等程度的缺氧，主要表現是頭痛等腦症狀，視力模糊，智力活動和工作效率明顯降低，但呼吸循環代償功能增強。少數(占29％)發生循環代償功能障礙（心率突然減少，血壓迅速降低），嚴重者出現噁心、蒼白、冷汗，甚至意識消失,以至危及生命。在6公里高度時產生較嚴重的缺氧反應,上述主客觀反應與體徵更加嚴重。7公里高度時出現嚴重缺氧。這時，缺氧耐力為一般者，肺泡氧分壓已降低到意識消失閾值（4000帕或30毫米汞柱），在安靜狀態下經十餘分鐘便會發生意識消失。在 7公里以上高度時主要的威脅是意識消失。高空飛行會出現高空急性缺氧。10公里以上的高度由於缺氧極嚴重會發生爆發性缺氧，這時由於外界氣壓甚低，人體內氧氣向體外逆流，高度越高，逆流速度越快。在16公里高度時肺泡氧分壓已接近於零，體內氧氣迅速向體外逆流，大腦皮層隨之陷入無氧狀態,有效意識時間僅為9～15秒鐘。但吸入氧氣後，缺氧或無氧反應迅速消失。因此預防飛行員缺氧或無氧危害的常用措施是吸入氧氣。航天中，一旦航天員暴露在真空無氧環境中，將發生急性缺氧、爆炸性缺氧或無氧,在150秒鐘後將危及生命。為防止缺氧症發生，太空飛行器座艙內設有生命保障系統（見載人太空飛行器生命保障系統）和個體防護裝置（見航天服）。飛機有供氧系統（見飛機供氧系統）和氣密座艙。
