Eine Sauerstoffvergiftung ensteht durch das einatmen von Sauerstoff mit einem zu hohen Partialdruck über eine zu lange Zeit. Der zu hohe PO2 wirkt sich direkt auf das ZNS aus. Man spricht hier also auch von einer ZNS-Vergiftung. Eine Sauerstoffvergiftung äußert sich z.B. durch, aber nicht ausschließlich, Krämpfe, Übelkeit, Schwindel usw. 

Der normale Partialdruck von Sauerstoff an Land liegt bei etwa 0,21 Bar (entspricht 21% Sauerstoff in der Luft bei 1 Bar Luftdruck). Durch den erhöhten Druck beim Tauchen steigt dieser entsprechend an. Auf 10 Metern Tiefe hat man z.B. bereits 0,42 Bar. Steigt der Partialdruck auf über 1,4 bis 1,6 Bar wird es für die meisten Menschen kritisch.

Aus diesem Grund ist z.B. das Tauchen mit reiner Pressluft auf ca. 66 (entspricht 1,6 Bar) Meter begrenzt. Je höher der Sauerstoffanteil in der Atemluft also ist, desto weniger Tief kann man damit tauchen.