纯氧自身无毒，但吸入过度会氧中毒。

吸入氧浓度高于５０％易导致氧中毒性肺损伤，氧中毒主要与吸入气中的氧分压有关。氧中毒的机理尚不甚明了，目前认为氧对细胞的毒性与其自由基毒性中间产物的作用有关。这些中间产物包括超氧自由基、过氧化氢、羟基自由基及单线态氧等活性氧。在一个大气压条件下吸入空气可产生，占氧耗量１％－５％的活性氧。其生成量随吸入氧浓度而增加，在高浓度氧或高压氧疗时产生活性氧的量超过了机体的处理能力，从而对机体细胞造成损害。氧中毒对肺的损害可表现为气管支气管炎、急性呼吸道窘迫综合征，支气管、肺发育不良常见于新生儿等。因此，从氧中毒的角度，对于吸入氧浓度也应作出相应的限制，目前对于氧浓度的安全界限尚无一致意见，应根据患者具体情况使用相应氧浓度。