大部分地球高等生物維持生命的正常理化過程都需要氧氣的參與，這是數(shù)十億年來地球生物進化的自然結果。在地球形成的早期，大氣層的成分和現(xiàn)在差距很大，推測倒是和太陽系外圈行星的部分寒冷衛(wèi)星的大氣層成分相差不大。也就是大氣是以液態(tài)氨和甲烷為主，氧氣含量極少。只是到后來自然進化出了具備光合作用的特殊生物，地球的氧氣含量才越來越高，同時越來越多的生物吸收消耗氧氣產(chǎn)生能量，這就是動物和植物都具備的呼吸作用。到目前為止，仍然有相當多的低等地球生物，維持生命根本不需要氧氣，氧氣對它們來說反倒是有毒性的。這也是當今很多殺菌藥劑，比如雙氧水之類，就是利用劇烈的氧化作用來殺菌消毒；同時也可以反映出大部分細菌比高等生物產(chǎn)生的年代都要早得多。

當今地球大氣的平均氧氣含量是21%左右。瀚海狼山（匈奴狼山）認為這并不是地球歷史上的最高值。據(jù)推測，地球大氣的氧氣含量最高的時代，大概在出現(xiàn)在侏羅紀，比例大約在25%以上。富氧的環(huán)境可以讓植物和動物都長得非常高大，此時的部分草類植物都長得像樹木一樣高?？諝庵懈谎醵沂澄镓S富，因此陸地生物也長得特別大，到處都是幾十噸重的巨型恐龍。而且鯨魚的祖先此時也生活在陸地上?？梢哉f此時的地球是表面生物最活躍的時代，不過因為大隕星撞擊等原因帶來的全球性大火。不但消滅了恐龍，也消耗了大量的地球氧氣，被認為在7000多萬年以后，仍然沒有恢復到地球含氧量最高的時代。另外有一點常識非常重要，就是地球的氧氣，其實百分之90以上是地球海洋淺層的海藻通過光合作用產(chǎn)生。

陸地上的所有雨林和其他植物帶產(chǎn)生的氧氣不足其中的10%。也正是因為地球氧氣循環(huán)的天然生氧機都在低海拔陸地和淺海之中，因此低海拔和沿海地帶的氧氣含量天然比高海拔地區(qū)高。到5000米的高原，地表氧氣含量只有沿海的50%；到珠峰峰頂則只有四分之一。有些人到3000米海拔就有高原反應，有些人到4500米以上才開始出現(xiàn)高反。主要在于個人對血氧含量的敏感度不同。全球飛行界一般把3000米以上作為是否需要加壓供氧的門檻。當代客機飛行在1萬米到1.2萬米，其乘客艙的內(nèi)部壓力只有海平面的65%左右，而且同時通過空調(diào)系統(tǒng)供氧，大部分人坐飛機一般體會不到缺氧，但是下降高度時的耳膜壓迫感是非常明顯的。二戰(zhàn)后期以來的戰(zhàn)斗機的座艙，在萬米以上高空也是嚴重減壓的。當時密封加壓措施還不完善，因此最簡單的辦法就是直接用封閉面罩給飛行員直接供應純氧呼吸。

現(xiàn)代戰(zhàn)機和客機的密封程度已經(jīng)相對高很多，不到2萬米以上，飛行員和乘客都不用特別穿著加壓服。但是戰(zhàn)斗機需要做的飛行動作更加激烈。8到9個G之下，會讓飛行員頭部出現(xiàn)嚴重的缺血導致意志模糊甚至短時間的暈厥。因此繼續(xù)使用面罩呼吸純氧，提高血氧水平，是綜合抗高過載的最重要措施之一。同時由于客機極少需要飛大過載機動，因此客機駕駛員在非緊急情況下，和乘客一樣都不需要單獨的氧氣面罩。