Natürliche Anreicherung des Bluts mit Sauerstoff. Beim Gesunden findet die Oxygenierung in den Lungenbläschen statt. Dabei tritt der eingeatmete Sauerstoff durch die feinen Blutgefäße an der Oberfläche der Lungenbläschen ein und heftet sich an vorbeiströmende rote Blutkörperchen. Bei komplizierten chirurgischen Eingriffen wie Operationen am offenen Herzen ist eine natürliche Oxygenierung nicht mehr gewährleistet. Der Arzt greift daher zu einem Oxygenator, der das Blut außerhalb des Körpers mit Sauerstoff anreichert.
Therapieverfahren (Sauerstoffüberdrucktherapie, hyperbare Oxygenation), bei dem der Patient in einer Druckkammer reinen Sauerstoff einatmet. Die Sauerstoffüberdrucktherapie hilft unter anderem bei Herzinfarkt, Tinnitus sowie bei Zyanid- und Kohlenmonoxidvergiftung.