Podemos observar os efeitos da hipoxemia sob dois aspectos, ação indireta no sistema nervoso vegetativo e ação direta, depressora nos tecidos e órgãos, como:
alteração do padrão respiratório: taquipneia e polipneia.
alteração da frequência cardíaca: taquicardia, com aumento da velocidade de circulação e do débito cardíaco, devido a ação sobre os centros vegetativos cardiocirculatórios.
hipertensão pulmonar: pode condicionar sobrecarga do coração direito por vasoconstrição da artéria pulmonar e dos seus ramos.
poliglobulia: por estimulação da medula óssea.
cianose: devido ao aumento da carboxihemoglobina no sangue.