動脈血氧分壓（PaO2）是指動脈血中物理溶解的氧分子所產生的張力，反映機體缺氧敏感指標，主要是判斷機體是否缺氧及其程度。動脈血氧分壓檢測，主要用于缺氧或氧中毒性疾病的診斷。
動脈血氧分壓的臨床意義：
1.生理性升高
劇烈運動，患者呼吸急促，過度換氣，吸入高濃度氧氣時或停止后隨即檢測。健康人或心臟病患者。長期鍛煉后檢測。此外，應用尿激酶、鎮靜藥過量或中毒時檢測PaO2值升高。
2.生理性降低
老年人檢測，長期吸煙者及高山缺氧者檢測，應用巴比妥鹽、嗎啡、杜冷丁等治療時檢測PaO2值升高。
3.病理性增高
過度換氣綜合征，過量氧氣吸入可引起氧分壓增高，還可用于高壓氧的治療。
4.病理性降低
見于各種肺部疾病，如慢性支氣管炎、肺氣腫、肺心病、神經肌肉疾病等可引起氧分壓降低。心腦血管病、貧血等。氧分壓降低表示缺氧，PaO2<80 mmHg 稱為低氧血癥；PaO2<60 mmHg 機體已處于失代償邊緣，也是診斷呼吸衰竭的標準，PaO2<50 mmHg 為重度缺氧，PaO2<20 mmHg，有氧代謝不能正常進行，生命難以維持。