Fraas “reaktsioon hüpoksiale” viitab tavaliselt sellele, kuidas keha siseorganid, lihased ja rakud hüpoksia korral reageerivad. Meditsiinilise seisundina tekib hüpoksia, kui kehasse ei satu piisavas koguses hapnikku. Üks täheldatud reaktsioon hüpoksiale on hingamisteede suurenenud aktiivsus, mida tavaliselt täheldatakse inimese hüperventilatsioonil. Hingamissagedus muutub kiiremaks, hingamise sügavus suureneb ja hingamiste vahelised intervallid vähenevad, et neelata rohkem hapnikku. Hüperventilatsioon võimaldab ka süsihappegaasil kehast kiiremini väljuda, kuid võib olla pikaajaliselt kahjulikum, kuna madal süsihappegaasi tase võib samuti veresooni ahendada ja takistada hapniku sisenemist.
Teist vastust hüpoksiale nimetatakse vasodilatatsiooniks, mille käigus veresooned muutuvad laiemaks, et võimaldada rohkem vere ja hapniku ringlemist kogu kehas. Kui veresooned on laienenud, on ka lihased lõdvestunud ja vererõhk langeb. Sel viisil toimib vasodilatatsioon kahe teraga mõõgana, lastes rohkem hapnikku laienenud veresoontesse ja andes kehale märku, et ta vajab vähem hapnikku, aeglustades selle aktiivsust. Seetõttu võib hüpoksiaga patsient kannatada pearingluse ja lihaste tuimuse all, mis kõik tulenevad madalamast vererõhust ja lõdvestunud lihastest. Halvematel juhtudel võib tekkida minestamine ja isegi kooma.
Vastupidiselt vasodilatatsioonile ahenevad kopsude lihased ja veresooned, mis on ametlikult tuntud kui “hüpoksiline kopsuvasokonstriktsioon” (HPV). See on keha viis kohaneda ebapiisava hapnikuga varustamisega. Kuna kopsud kogevad HPV-d, suunavad nad verevoolu ümber, eriti alveoolidesse, mis toimivad kopsu õhutaskutena. Kui alveoolidesse jaotub rohkem verd, kiirendab see gaasivahetuse kiirust organismis ning hapnikku sisaldav veri imendub organismis paremini.
Mõned geneetikud on täheldanud, et hüpoksiale reageeritakse ka raku tasandil. Rakkudel on võime “mäletada” ja nad saavad dokumenteerida hüpoksia juhtumi, saades “allkirja”. Sel viisil mäletavad rakud, kuidas hüpoksiaga järgmisel korral võidelda. Negatiivne on see, et mõned uuringud on näidanud, et rinna- ja munasarjavähi prognoosid halvenevad, kui rakud sisaldavad hüpoksia esinemise tunnust.
Keha kohanemine ja reageerimine hüpoksiaga saab inimest aidata ainult piiratud aja jooksul, seega on hüpoksia kiire ravi väga oluline. Inimese saab ühendada välise hapnikuvarustusega või rakendada kardiopulmonaalset elustamist (CPR). Mõnel juhul antakse inimesele vedelikku ka intravenoosse manustamise teel.