Jest to leczenie polegające na dostarczeniu do organizmu bardzo dużej ilości tlenu w warunkach zwiększonego ciśnienia. Leczenie odbywa się komorze hiperbarycznej, w której ciśnienie jest 2,5 krotnie większe niż atmosferyczne. Standardowo terapia polega na codziennym 1 lub 1,5 godzinnym pobycie pacjenta w komorze hiperbarycznej (średnio 30 zabiegów), w czasie którego chory oddycha poprzez specjalną maskę czystym tlenem. Poprzez HBO ilość tlenu w organizmie pacjenta wzrasta nawet kilkunastokrotnie w porównaniu z oddychaniem w warunkach normalnego ciśnienia atmosferycznego. W organizmie człowieka w komorze hiperbarycznej tlen jest przenoszony nie tylko przez hemoglobinę ale ulega również rozpuszczeniu w osoczu krwi. Efekty działania tlenu dodatkowego są różne; w pewnych medycznych stanach może on ratować życie, w innych stymulować gojenie i naprawę tkanek. Efekt ten jest do osiągnięcia tylko w trakcie wdychania tlenu w komorze ciśnieniowej; wdychanie tlenu w warunkach normalnego ciśnienia jest w porównaniu z tą metodą mało skuteczne. Fizyczne podstawy zwiększenia ciśnienia tlenu w tkankach opierają się na prawie Henry’ego stanowiącym, że ilość gazu rozpuszczonego jest wprost proporcjonalna do ciśnienia parcjalnego tego gazu. Organizm zaś nie odróżnia tlenu przenoszonego w postaci związanej z hemoglobiną od tlenu rozpuszczonego w osoczu.