低氧血癥的診斷依據是：
1.由于彌散入動脈血中的氧壓力過低使PaO2降低，過低的PaO2可直接導致CaO2和SaO2降低。
2.如果Hb無質和量的異常變化，CO2max正常。
3.由于PaO2降低時，紅細胞內2，3-DPG增多，故血SaO2降低。
4.低張性缺氧時，PaO2和血SaO2降低使CaO2降低。
5.動-靜脈氧差減小或變化不大。通常100ml血液流經組織時約有5ml氧被利用，即A-VdO2約為2.23mmol/L（5ml/dl）。氧從血液向組織彌散的動力是二者之間的氧分壓差，當低張性缺氧時，PaO2明顯降低和CaO2明顯減少，使氧的彌散速度減慢，同量血液彌散給組織的氧量減少，最終導致A-VdO2減小和組織缺氧。如果是慢性缺氧，組織利用氧的能力代償增加時，A-VdO2變化也可不明顯。
6.皮膚黏膜顏色的變化：正常毛細血管中脫氧Hb平均濃度為26g/L
（2.6g/dl）。
低張性缺氧時，動脈血與靜脈血的氧合Hb濃度均降低，毛細血管中氧合Hb必然減少，脫氧Hb濃度則增加。當毛細血管中脫氧Hb平均濃度增加至50g/L（5g/dl）以上（SaO2≤80%～85%）可使皮膚黏膜出現青紫色，稱為發紺。在慢性低張性缺氧很容易出現發紺。發紺是缺氧的表現，但缺氧的患者不一定都有發紺。同樣，有發紺的患者也可無缺氧，如真性紅細胞增多癥患者，由于Hb異常增多，使毛細血管內脫氧Hb含量很容易超過50g/L，故易出現發紺而無缺氧癥狀。