呼吸供氧是航天员最基本的生存条件，一旦舱内没有氧气，15秒内就会危及航天员的生命。因此，在载人航天器舱内营造一个人工大气环境，维持舱内气体压力与氧气、二氧化碳浓度，对保证航天员的生命安全来说，其重要性不言而喻。

　　人类经过长期进化，已经适应地球上的大气环境。地面上干燥清洁的空气，主要由氮气、氧气、二氧化碳组成，此外还有少量的惰性气体。大气中的氧气成分是物质代谢必需的要素，也是人体生命活动最基础的环节。在海平面时，人体肺泡正常的氧分压为13.3～13.7 千帕，二氧化碳分压为5.3千帕，饱和水蒸气分压是6.3千帕。随着高度的增加和大气压力的降低，大气中的氧分压也随之下降。在高空环境中，人容易发生缺氧危险，危及身体健康和生命。

　　载人航天飞行中，需要考虑如下两种类型的缺氧。

　　1）暴发性缺氧。暴发性缺氧发生在载人航天器内气体压力急速降到11.6千帕以下时，这时人体肺泡内充满二氧化碳和水蒸气，无法从外界获得任何氧气，10余秒钟时便会丧失意识。由于此时人体脑组织里储存的氧气已丧失殆尽，如不立即吸氧急救，人体便会死亡。

　　2）急性缺氧。急性缺氧发生在载人航天器内气体压力快速降到20千帕以下时，此时脑组织里储存的氧气已经降到意识丧失阈值以下。从气压降到20千帕开始，经数分钟到10余分钟后，人体意识便会丧失。载人航天器被太空碎片击破或自身故障导致漏气时，气压就会下降到该值，并可能会继续下降，导致航天员出现急性缺氧和昏迷。

　　保证航天员肺泡内氧分压接近于地面时的氧分压，提供人体必需的氧气，是确定载人航天器舱内压力和氧分压的一个最重要的原则。

　　那么，载人航天器内是不是氧气浓度高了就好呢？也不尽然。当人体吸入的氧气超过界限值后，会引起人体的高氧反应，也就是氧中毒。比如，当人体进入一个大气压的纯氧环境中超过24小时时，就会发生氧中毒型肺炎，严重者最后会因呼吸衰竭而死亡。人体之所以会发生氧中毒，是因为进入体内的氧会产生氧自由基，氧自由基极为活跃，会攻击和杀死各种细胞。正常情况下，体内氧化和抗氧化运动处于动态平衡，这是人体自我保护的一种本领，过量吸入氧气，就会导致细胞和器官的代谢和功能障碍，甚至诱发基因突变和癌症。不过，氧中毒的情况在载人航天历史上并不多见。

　　在空间飞行过程中，由于失重环境的影响，载人航天器舱内气体的空气对流消失，二氧化碳气体不会因为比重大而自然下沉。因此，当航天员睡眠时，呼出的二氧化碳就会在其周围不断蓄积，浓度越来越高，时间久了，航天员会在不知不觉中丧失生命。为了防止呼吸区二氧化碳蓄积，保证航天员的安全，必须在舱内进行强迫对流，驱除呼吸区的二氧化碳。同时，还要对舱内空气进行净化，以便维持舱内二氧化碳的正常浓度。