在稀薄的大气层或空间飞行时人体组织细胞因得不到代谢所需之氧气而引起的反应或症候。通常在3～4公里高度开始呈现轻度缺氧，其主要表现是夜间视觉减退，大体力负荷时感觉疲倦乏力，工作效率降低，但呼吸循环功能增强,不危及生命。在5公里高度上产生中等程度的缺氧，主要表现是头痛等脑症状，视力模糊，智力活动和工作效率明显降低，但呼吸循环代偿功能增强。少数(占29％)发生循环代偿功能障碍（心率突然减少，血压迅速降低），严重者出现恶心、苍白、冷汗，甚至意识消失,以至危及生命。在6公里高度时产生较严重的缺氧反应,上述主客观反应与体征更加严重。7公里高度时出现严重缺氧。这时，缺氧耐力为一般者，肺泡氧分压已降低到意识消失阈值（4000帕或30毫米汞柱），在安静状态下经十余分钟便会发生意识消失。在 7公里以上高度时主要的威胁是意识消失。高空飞行会出现高空急性缺氧。10公里以上的高度由于缺氧极严重会发生爆发性缺氧，这时由于外界气压甚低，人体内氧气向体外逆流，高度越高，逆流速度越快。在16公里高度时肺泡氧分压已接近于零，体内氧气迅速向体外逆流，大脑皮层随之陷入无氧状态,有效意识时间仅为9～15秒钟。但吸入氧气后，缺氧或无氧反应迅速消失。因此预防飞行员缺氧或无氧危害的常用措施是吸入氧气。航天中，一旦航天员暴露在真空无氧环境中，将发生急性缺氧、爆炸性缺氧或无氧,在150秒钟后将危及生命。为防止缺氧症发生，航天器座舱内设有生命保障系统（见载人航天器生命保障系统）和个体防护装置（见航天服）。飞机有供氧系统（见飞机供氧系统）和气密座舱。