Izraz “odgovor na hipoksiju” obično se odnosi na to kako tjelesni unutarnji organi, mišići i stanice reagiraju kada se doživi hipoksija. Kao medicinsko stanje, hipoksija se javlja kada u tijelo ne ulazi dovoljna količina kisika. Jedan uočeni odgovor na hipoksiju je povećana aktivnost dišnog sustava, koja se obično vidi kada osoba hiperventilira. Brzina disanja postaje ubrzana, dubina disanja se povećava, a intervali između udisaja se smanjuju kako bi se apsorbiralo više kisika. Hiperventilacija također omogućuje bržem izlasku ugljičnog dioksida iz tijela, ali može biti štetnija ako se produži jer niske razine ugljičnog dioksida također mogu suziti krvne žile i spriječiti ulazak kisika.
Drugi odgovor na hipoksiju naziva se vazodilatacija, pri čemu krvne žile postaju šire kako bi omogućile više krvi i kisika da cirkuliraju tijelom. Kada su krvne žile proširene, mišići su također opušteniji, a krvni tlak postaje niži. Na taj način vazodilatacija djeluje kao mač s dvije oštrice puštajući više kisika u proširene krvne žile i signalizirajući tijelu da treba manje kisika usporavajući njegovu aktivnost. Zbog toga pacijent koji doživljava hipoksiju može patiti od vrtoglavice i utrnulosti mišića, a sve su to posljedice nižeg krvnog tlaka i opuštenih mišića. U gorim slučajevima može doći do nesvjestice, pa čak i kome.
Za razliku od vazodilatacije, mišići i krvne žile u plućima se sužavaju, što je stanje formalno poznato kao “hipoksična plućna vazokonstrikcija” (HPV). To je način na koji se tijelo prilagođava nedostatku kisika. Kako pluća doživljavaju HPV, ona preusmjeravaju protok krvi, osobito u alveole, koje funkcioniraju kao zračni džepovi pluća. Kada se više krvi distribuira u alveole, to povećava brzinu izmjene plinova u tijelu, a krv koja sadrži kisik tijelo bolje apsorbira.
Neki genetičari su primijetili da postoji i odgovor na hipoksiju na staničnoj razini. Stanice imaju sposobnost “pamti” i mogu dokumentirati incident hipoksije primanjem “potpisa”. Na taj način stanice će zapamtiti kako se hipoksija treba boriti sljedeći put kada se dogodi. S druge strane, neke studije su pokazale da su prognoze raka na dojkama i jajnicima lošije kada stanice sadrže potpis pojave hipoksije.
Prilagodba i odgovor tijela na hipoksiju može pomoći osobi samo u ograničenom vremenu, stoga je hitno liječenje hipoksije vrlo važno. Osoba se može navući na vanjsku opskrbu kisikom ili se može uvesti kardio-pulmonalna reanimacija (CPR). U nekim slučajevima, osoba također dobiva tekućinu putem intravenske primjene.