В возникновении физиологических сдвигов в организме и появлении «высотной» и «горной» болезни ведущую роль играет кислородное голодание (кислородная недостаточность, гипоксия), которое развивается уже при подъеме на относительно небольшую высоту (до 2000 метров над уровнем моря), но заметно сказывается на высоте 4500 метров и выше.
 
Падение парциального давления в легких от 100 до 4000 мм влечет снижение содержание оксигемоглобина крови с 92 до 84%.
В дальнейшем это падение идет еще более круто и приводит к ухудшению питания кислородом тканей (аноксемия).
Патологические явления, развивающиеся в организме при попадании в атмосферу пониженного давления, особенно при быстром его снижении, связаны с кислородным голоданием тканей, главным образом головного мозга (летная, горная болезнь). Клиника заболевания имеет много общего с кессонной болезнью. Поэтому в первую очередь они проявляется в сильной мышечной слабости, расстройстве координации, понижении памяти и внимания, тахикардии, кровотечениях из носа, рта, кишечника. Глазные симптомы связаны с изменениями в центральной нервной системе. Наблюдается снижение остроты зрения, нарушаются цветоощущения и глубинное зрение. Все эти явления проходят при опускании на меньшую высоту или при вдыхании чистого кислорода. Борьбу с кислородным голоданием организм осуществляет с помощью компенсаторно-приспособительных реакций. Учащаются и углубляются дыхательные движения, усиливается сердечная деятельность, учащается пульс, ускоряется кровоток, увеличивается число эритроцитов, повышается содержание гемоглобина – все это вместе усиливает доставку кислорода в кровь, а с нею к тканям.
Тренировка значительно повышает устойчивость организма к недостатку кислорода. Однако следует учитывать, что постоянное пребывание в горной местности даже для тренированных субъектов ограничивается высотой 4000 метров. Приспособление к работе на такой высоте происходит очень медленно.
При появлении симптомов декомпрессионной болезни во время полетов на больших высотах летчикам рекомендуется немедленно начать спуск с возможно большей скоростью. Обычно симптомы исчезают при спуске до 6500-7000 метров. При тяжелых явлениях необходима обязательная посадка с последующим отстранением от полетов. Даже в случаях легкого течения болезни рекомендуется полный покой, дыхание чистым кислородом, горячее питье, симптоматическое лечение; в тяжелых случаях показана госпитализация. Прогноз при своевременном и правильном лечении благоприятный.