在正常情况下，血液中有大量红细胞，红细胞中的血红蛋白与氧气结合后把它输送至全身，而溶解在血液里的氧气非常少，就像在一条血液的“河流”中，大部分氧气搭乘血红蛋白这艘“船”漂向远方，只有一小部分氧气在血液中“游泳”，去往血管末端。
当发生脑梗死时，患者血管堵塞或极度狭窄，血红蛋白不能通过，而“游泳”过去的氧气又微乎其微，这部分
血管供应的脑组织细胞得不到充足的氧气
，人就
会出现嘴角歪斜、肢体活动不便、言语不利等症状
。这时候最有效的措施是迅速恢复血流，溶栓或血管内取栓可以使堵塞的血管重新开通，患者的症状就能在很大程度上得到改善。但是由于时间窗的限制，只有一小部分患者从中受益。大部分患者只能接受药物治疗及康复治疗。这时候，患者还可以采用高压氧治疗。
随着外界压力升高，氧气在液体里的溶解量增加，也就是在血液中“游泳”的氧气大大增加。在高压环境中，患者吸氧后，这种现象更加明显。所以
氧气直接供应到组织细胞尤其是缺氧组织，改善缺氧，促进恢复
，这就是高压氧治疗脑梗死最基本的原理。
此外，在脑梗死时，血管是水肿的，氧气不能穿透厚厚的血管壁到达周围细胞，这部分细胞如果持续得不到氧气供应就会坏死，也就不能再支配相应的颜面、肢体活动感觉等。而在进行高压氧治疗时，血氧弥散速率增快、弥散距离增加，通俗讲就是
氧气可以快速穿透厚厚的血管壁，改善缺氧
。毛细血管比较细，红细胞一般是排队通过，在周围水肿的时候，毛细血管受压变形，管腔会变细，不利于红细胞通过。在进行高压氧治疗时，一方面红细胞的变形能力增强，可以通过受压变细的毛细血管；另一方面即使红细胞不能通过，只要血液的液体成分能够通过，就可以顺利将溶解的氧供应到缺氧的组织中去。
高压氧
治疗还可以帮助新血管生成，在堵塞的血管周围建立侧支循环。顺着像树杈一样的血管，氧气又向四面八方弥散，所以
改善缺氧是立体、全方位的
。缺氧改善了，脑细胞的功能就保住了，可以极大程度地改善嘴角歪斜、肢体活动不便、言语不利等症状。
