Düşük kan oksijen seviyelerinin nedenleri, Mayo Clinic'e göre bloke hava yolları, yüksek irtifalar, anemi, zatürree, interstisyel akciğer hastalığı, akut solunum sıkıntısı sendromu ve uyku apnesidir. Pulmoner ödem, pulmoner emboli ve pulmoner fibroz gibi diğer pulmoner durumlar da düşük oksijen seviyelerine neden olabilir.
Etkin işleyiş için, vücudun hücrelerde ve dokularda belirli bir oksijen seviyesinin dolaşımına ihtiyacı vardır. Normalin altında bir kan oksijen seviyesi hipoksemi olarak adlandırılır ve nefes darlığına neden olur. Yetersiz kan oksijen seviyeleri ayrıca, nefes alma oranlarını düşürebilecek narkotikler ve anestezikler dahil olmak üzere bazı ilaçlardan da kaynaklanabilir. Benzer şekilde doğuştan kalp hastalığı gibi doğumda kalp koşulları düşük kan oksijen seviyelerine neden olabilir, Mayo Clinic'e göre.
Wikipedia'ya göre akciğerlere giren havanın miktarını etkileyen herhangi bir neden hipoksemiye neden olabilir. Benzer şekilde, havanın akciğerlerden kana transferini etkileyen herhangi bir sebep, kanda yetersiz oksijen seviyesine neden olabilir. Ventilasyon ve perfüzyon, şantlar ve hipoventilasyon arasındaki uyumsuzluk kandaki düşük oksijen seviyelerine neden olabilir.
Akut solunum sıkıntısı sendromu, akciğer keselerinde sıvılar biriktiğinde ortaya çıkar. Sıvı birikimi arttıkça kana ulaşan oksijen miktarı azalır. Bu durum hastanın ciddi bir travma veya yaralanma geçirmesinden kısa bir süre sonra gelişir. Nefes darlığı en erken belirtiler arasındadır.
Mayo Clinic'e göre hipokseminin diğer nedenleri arasında kronik obstrüktif akciğer hastalığı, amfizem ve pnömotoraks bulunur. Pnömotoraks, çökmüş bir akciğeri ifade eder ve akciğerlerle göğüs duvarı arasında hava sızıntısı nedeniyle oluşur. Amfizem yavaş yavaş hava keselerini tahrip ederek kişinin nefes darlığı yaşamaya neden olur. Amfizem, Mayo Clinic'e göre, kandaki düşük oksijen içeriğinin diğer nedenleri, siyanür zehirlenmesi ve güçlü ağrı kesicilerdir.