Oksügenaator, mida nimetatakse ka membraaniga oksügenaatoriks, on südame-kopsu masinasüsteemi oluline osa. Selle ülesanne on võtta üle kopsude töökoormus kardiopulmonaalse šunteerimise (CPB) operatsiooni ajal. Seadet juhib perfusioon ja see eemaldab süsihappegaasi ja lisab verre hapnikku, kui patsient on tuimestuse all. Pärast vere lisandite eemaldamist pumbatakse puhas või punane veri tagasi patsiendi sisse. CPB ajal saab kasutada ka teist seadet, mida nimetatakse hepariiniga kaetud oksügenaatoriks, ja arvatakse, et see vähendab põletikku ja verehüüvete tekkevõimalust süsteemis.
Masin võtab sisuliselt üle kopsude funktsiooni, kuid see võib toimida ka püsivama elu toetava süsteemina, jätkates pärast operatsiooni vere hapnikuga varustamist. Seda nimetatakse kehaväliseks membraani hapnikuga varustamiseks. Vastsündinute intensiivravi osakonna töötajad kasutavad oksügenaatorisüsteemi sageli kriitilises seisundis vastsündinute abistamiseks. Masina sees on väga õhuke imav membraan, mis eraldab vere ja gaasi ning võimaldab lisanditel, näiteks süsinikmonooksiidil, leostuda gaasi, et see kõrvaldada. Oksügenaatori komponenti saab kasutada mitu päeva ja seejärel visatakse ära.
Südame-kopsu masin, mille üheks komponendiks on oksügenaator, on sisuliselt seade, mis jätkab vere ja hapniku voolu operatsiooni ajal, kui südamefunktsioon on kunstlikult peatatud. Kaaliumtsitraat pumbatakse läbi koronaarsüsteemi, et peatada südame kokkutõmbed. See võimaldab arstil teha operatsiooni ajal, mil organil puudub veri ja hapnik. On juhtumeid, kui kirurgid saavad teha avatud südameoperatsiooni, kui süda tegelikult veel peksab.
Perfusioonispetsialistid, keda mõnikord tuntakse ka “pumbameeskonnana”, juhivad oksügenaatorit ja on CPB eduka tulemuse jaoks üliolulised. Nende spetsialistide ülesandeks on ka operatsiooni ajal vererakkude arvu ja vereringe jälgimine. Anestesioloog võib suunata perfusioonispetsialisti manustama ravimeid hapnikuga varustamise süsteemi kaudu operatsiooni teatud kriitilistes faasides. Perfusioonispetsialist on südamekirurgia meeskonna oluline osa ja kogenud tehnikute järele on suur nõudlus.
Südame-kopsu masinat kasutati esmakordselt inimese peal 1953. aastal ja sellel oli ainult kaks püsivat komponenti; oksügenaator ja pump. Kaasatud kulude tõttu võeti 1950. aastate lõpuks kasutusele ühekordsed osad. Südame-kopsu masinaid kasutatakse kõigi kardiopulmonaalsete möödaviiguoperatsioonide ajal ja need on osaliselt vastutavad paljude elude päästmise eest.