氧离曲线是血红蛋白与氧结合与离解特性的曲线。血红蛋白与氧结合的饱和度主要取决于氧分压（PO2），并呈正相关。PO2降低时，氧解离增多，氧饱和度下降。氧离曲线呈S形，曲线上部较平坦，说明当PO2在60mmHg~100mmHg之间时，虽然PO2变化较大，但氧饱和度变化却很少。只要肺泡PO2不低于60mmHg，血氧饱和度仍可保持在90％，从而可维持对全身组织的氧供应。如果增加吸入气中的氧浓度，将PO2 提高至100mmHg以上，但血氧饱和度提高甚微。曲线下部陡直，相当于PaO2在20mmHg~40mmHg水平（正常组织PO2水平），表明轻微PO2的下降即可使较多的氧解离出来，利于组织摄氧改善缺氧状态。