Koncentracija kisika odnosi se na ukupnu količinu kisika u danom sustavu. Ovaj izraz se često koristi i u medicini i u proučavanju okoliša. U medicini, koncentracija kisika, koja se također naziva zasićenost kisikom, odnosi se na količinu kisika koju crvena krvna zrnca nose kroz krv, kao i na ono što je otopljeno u tjelesnim tkivima. U okolišu se zasićenje kisikom može mjeriti uspoređivanjem postotka kisika s postotkom drugih molekula u tekućini ili plinu.
Kod ljudi se kisik nalazi na tri mjesta. Može se zadržati u plućima, naći otopljen u tkivima tijela ili se prenositi kroz krv vezanu za crvena krvna zrnca. Ljudi moraju često disati jer nisu u mogućnosti pohraniti kisik u vrijednosti više od nekoliko minuta u bilo kojem trenutku. Druge životinje, kao što su neki vodeni sisavci i gmazovi, u stanju su usporiti svoj metabolizam i pohraniti više kisika u svojim tijelima tako da mogu duže zadržati dah.
Većinu vremena, koncentracija kisika kod osobe je između 96% i 100%. U medicini, ovaj postotak nije usporedba ukupne količine kisika s ukupnom količinom drugih molekula, već prije mjera broja veznih mjesta na crvenim krvnim stanicama koje trenutno zauzimaju molekule kisika. Svaka crvena krvna stanica može vezati do četiri molekule kisika istovremeno, a ako je zasićenost kisikom u krvi 100%, sva su ta mjesta zauzeta.
Normalno disanje pri atmosferskom tlaku od 1, što je tlak na razini mora, rezultirat će normalnom koncentracijom kisika u krvi kod inače zdrave osobe. Hiperventilacija može dovesti do povećanja količine kisika u tkivima i krvi, dok zadržavanje daha može rezultirati smanjenjem. U oba slučaja, zasićenost kisikom može se vratiti u normalu vraćanjem disanja na normalnu brzinu.
Pojedinci s određenim zdravstvenim stanjima mogu imati hipoksiju, stanje preniske koncentracije kisika u krvi. To se često liječi davanjem čistog ili 90% čistog kisika tijekom određenog vremena. Stanje hiperoksije može se izazvati hiperventilacijom ili davanjem kisika, ali budući da tijelo ne može zadržati velike rezerve kisika, ovo stanje će se samoispraviti nekoliko minuta nakon što se tretman koncentriranim kisikom zaustavi.