공기 속의 산소량이 환기불량한 장소에서 산소를 흡수하는 물질이나 다른 가스에 의해 치환됨으로써 통상(용적비 약 20.8%, 건조한 공기는 약 20.93%)보다 낮아진 상태. 환기불량한 장소에서의 산소결핍상태는 물질의 연소, 동식물의 호흡, 유기물의 산화·분해, 황화철을 함유하는 철의 존재, 공기에 접촉되지 않는 물, 예컨대 암장수(岩漿水 ; 마그마수)의 존재 등에 의해 발생한다. 야채나 곡물의 저장고는 식물의 호흡에 의해 하수도의 맨홀이나 오래된 우물 또는 갱도 등에서도 유기물의 산화·분해나 곰팡이의 발생에 의해 산소결핍이 일어난다. 가압상태로 공기를 보내는 케이슨 공사현장에서는 주위의 지층 속에 있던 산소흡수물질에 의해 산소를 흡수당한 공기가 감압 또는 상압으로 되돌려졌을 때에 작업장에 역분출하기 때문에 산소결핍이 일어난다. 또 지하 깊은 곳의 굴착 작업장 등에서는 용수(湧水)에 있는 고압 용해상태의 이산화탄소 등이 발생하는 가스 때문에 산소농도가 상대적으로 감소한다. 어느 경우이든 인간은 산소농도가 14%(용적비) 이하가 되면 호흡횟수가 증가하고 10%에서는 호흡곤란, 7~5%에서는 질식사하게 된다.