主要监测动脉血压、心率、呼吸频率、紫绀以及神志和精神状况的变化。如氧疗后患者心率变慢、呼吸频率下降、血压上升且平稳、呼吸困难好转、末梢循环改善、尿量增加、皮肤红润变暖、紫绀减轻或消失等，均表明氧疗效果良好，反之提示病情恶化，氧疗未达到效果。
上述症征的临床观察不受条件限制，简便易行，但应对上述因素综合考虑后判断氧疗效果。 SpO2亦称脉氧计(pulse oximeter)是一种无创经皮连续监测动脉血氧饱和度的方法，是目前临床中最常用的简便直观的监测方法。可连续观察数天而对患者毫无损害，尤其适用于严重缺氧患者氧疗的监测。当血氧饱和度在65%~100%之间时，SpO2与SaO2呈高度直线正相关。当PaO2在35~60mmHg之间，此时SaO2处于氧合血红蛋白解离曲线的陡峭段，随PaO2变化SaO2变化很敏感。但当PaO2>60mmHg时，SaO2已超过90%，此时解离曲线进入平坦段，SpO2测定灵敏度性大为降低。当SaO2低于65%时，SpO2读数则又偏高。
影响SpO2监测的因素：①局部血流灌注不良、甲床增厚、皮肤色素沉着等均使SpO2低于SaO2。②血中碳氧血红蛋白(COHb)含量的影响，当COHb大于9%时，SpO2约增高7%。③血胆红质增高等会影响测定结果。 ABG是目前评价氧疗效果最为准确可靠的方法，ABG可提供PaO2、PaCO2、HCO3-、pH、SaO2等多种氧合及代谢参数，PaO2升高是反映氧疗效果最直接指标。ABG不足是需要反复抽血及不能实时连续监测。
近年来已开展了连续测定PaO2的方法，通过将一根含有极谱氧电极的导线插入动脉内。在新生儿，导管电极系统已提供了准确可靠PaO2值。但此法至今不能在临床上广泛应用的原因是：潜在电的危险，测定时需要频繁的反复校正以及损伤动脉壁的可能性。 TcPO2是通过直接测定从皮肤逸出的氧量来反映PaO2，TcPO2可大致反映PaO2的变化。方法是将氧电极紧贴于皮肤上加温，使局部微循环血管扩张，用微型电极直接测出通过半透膜进入电极内的PO2。
TcPO2的测定结果明显受皮肤性质、局部温度、血流灌注等因素影响。在循环正常情况下，新生儿和婴幼儿的测定结果较准确和可重复，TcPO2与PaO2的相关系数可达到0.99。成人的皮肤较厚，TcPO2的测定结果即变异较大，虽然TcPO2与PaO2呈显著正相关，但相关系数0.65~0.96，TcPO2比PaO2降低10%~20%甚至更多。TcPO2的变化既和PaO2有关，又和微循环血流灌注有关，当灌注正常时，TcPO2能基本反映PaO2水平。如PvO2基本正常而TcPO2显著降低，即反映了组织灌注功能低下，见于心力衰竭和休克等情况。严重低血压、贫血、低温、酸中毒等均会使TcPO2下降。由于影响因素较多、测定值不稳定等原因，目前还没有把TcPO2作为氧疗的常规临床监测指标。 氧中毒是氧疗最主要的毒副作用，尽管发生率很低，但发生后危害严重，应引起重视。氧中毒导致急性肺损伤，出现类似ARDS样改变，临床主要表现为气管支气管炎、ARDS、无气肺不张和影响儿童的肺发育等，还可累及中枢神经系统、红细胞生成系统、内分泌系统及视网膜。尚无发对氧中毒进行早期诊断，也缺乏特效的治疗方法。氧中毒系医源性疾患，最好的治疗是预防，限制高浓度吸氧是临床上有效预防氧中毒的方法。
引起氧中毒的唯一原因是长时间高浓度吸氧，但究竟给氧浓度的安全界限是多少，至今认识尚未完全一致。普遍认为常压下吸氧浓度在60%以下是安全的，不会引起氧中毒。临床观察表明常压下吸入纯氧6小时就可能出现呼吸道粘膜的损伤，吸纯氧超过24小时即可发生氧中毒的典型改变。临床中进行无创氧疗时，FiO2很难超过60-80%，同时有研究表明危重病患者的肺可能比正常肺能更好耐受氧的损伤作用，因此在常规氧疗时（如经鼻或面罩氧疗时）不必担心会发生氧中毒。但在机械通气时，由于此时FiO2能得到有效保证，因此应尽量将FiO2控制在60-80%以下，以防止60-80%氧中毒发生。
