Hüpoksiline hingamispuudulikkus tekib siis, kui kehakudede funktsioneerimiseks ei ole piisavalt hapnikku. Selle põhjuseks võib olla madal hapnikutase veres, ebatõhus verevarustus kudedes või mürgine aine, mis takistab rakkudel tarnitud hapnikku kasutamast. Mõjutatud isik võib tunduda desorienteeritud ja unine ning kiire ja pinnapealse hingamisega kaasneb hingamisraskus. Küüned ja huuled võivad tunduda sinised. Äkiline hingamispuudulikkus on eluohtlik seisund, mida tuleks käsitleda hädaolukorrana.
Kui hapniku rõhk veres on liiga madal, nimetatakse seda hüpokseemiaks. See võib viia selleni, et kehakuded ei saa funktsioneerimiseks piisavalt hapnikku, seda seisundit nimetatakse hüpoksiaks. Hüpokseemia ja sellest tulenev hüpoksia võivad tekkida kõrgusel, seoses kopsuhaigustega, nagu kopsupõletik, või südamehaigustega, mis sunnivad verd kopsudest eemale tõrjuma. See võib tuleneda ka hingamise mehaanilise tegevuse ebaõnnestumisest, mis on tingitud kopsude obstruktsioonist või hingamislihaste väsimusest.
Juhtudel, kui hüpoksiline hingamispuudulikkus on äkiline või äge, võetakse patsiendid üldiselt haiglasse niipea kui võimalik. Kroonilist hingamispuudulikkust, mis tekib aja jooksul selliste haiguste puhul nagu emfüseem, ravitakse tõenäolisemalt kodus hapnikuga. Ägedate juhtumite korral võib osutuda vajalikuks kunstlik ventilatsioon, mille kaudu hingamisteedesse sisestatakse hapnikku tarniv toru. Kui on oluline hingamislihaseid puhata, võib kasutada ventileerimismasinat.
Astma on sagedane hüpoksilise hingamispuudulikkuse põhjus ja raske haigushoog võib lõppeda surmaga. Haigus koosneb köha ja vilistava hingamise episoodidest, millega kaasneb hingamisteede ahenemisest tulenev pigistustunne rinnus. Kuigi tegelik põhjus on teadmata, on tuvastatud palju vallandajaid, sealhulgas külm õhk ja teatud ravimid, nagu aspiriin. Ravi hõlmab hapniku, hingaval kujul astmaravimite ja steroidide manustamist. Sageli ei suuda patsiendid, nende perekonnad või hooldajad hinnata rünnaku tõsidust ja arvatakse, et paljud surmajuhtumid on välditavad.
Mõnikord on hüpoksiline hingamispuudulikkus tingitud kudede ebapiisavast verevarustusest. Näiteks nn kongestiivse südamepuudulikkuse korral, kus verd ei pumbata tõhusalt mööda keha, võivad elutähtsad elundid, sealhulgas aju, olla hapnikunäljas ja kahjustatud. Kuna seisund kipub järk-järgult halvenema, tuleb ravi alustada ammu enne, kui seisund muutub eluohtlikuks. See võib hõlmata elustiili muutusi, ravimeid ja võib-olla ka südame siirdamist.
Tsüaniid on aine, mis takistab rakkudel hapnikku kasutamast, põhjustades hüpoksilist hingamispuudulikkust. Seda tekib plastiku või kummi põletamisel ning seda võib sisse hingata või kogemata alla neelata, kuna seda leidub mõnes taimes ja lahustis. Õnneks on tsüaniidile vastumürke, mida saab anda ja kui mürki on üsna hiljuti tarbitud, saab mao välja pumbata.