La saturation en oxygène mesure l’hypoxémie, qui est la diminution de la quantité d’oxygène dans le sang artériel. Quant à l’hypoxie, c’est la diminution de la quantité d’oxygène distribuée aux tissus. Dans les conditions normales, la mesure de la saturation reflète la pression partielle de l'oxygène (PaO₂) artérielle. Une exception fréquente : la drépanocytose.