Izraz »odziv na hipoksijo« se običajno nanaša na to, kako se telesni notranji organi, mišice in celice odzovejo, ko se pojavi hipoksija. Kot zdravstveno stanje se hipoksija pojavi, ko v telo ne vstopi zadostna količina kisika. Eden od opaženih odzivov na hipoksijo je povečana aktivnost dihalnega sistema, ki jo običajno opazimo, ko oseba hiperventilira. Hitrost dihanja postane hitra, globina dihanja se poveča, intervali med vdihi pa se zmanjšajo, da se absorbira več kisika. Hiperventilacija omogoča tudi, da ogljikov dioksid hitreje izstopi iz telesa, vendar je lahko bolj škodljiva, če je dolgotrajna, saj lahko nizke ravni ogljikovega dioksida tudi zožijo krvne žile in preprečijo vstop kisika.
Drug odziv na hipoksijo se imenuje vazodilatacija, pri čemer krvne žile postanejo širše, da omogočijo več krvi in kisika, da kroži po telesu. Ko so krvne žile razširjene, so tudi mišice bolj sproščene, krvni tlak pa je nižji. Na ta način vazodilatacija deluje kot dvorezen meč, saj pusti več kisika v razširjene krvne žile in signalizira telesu, da potrebuje manj kisika, tako da upočasni svojo aktivnost. Zato lahko bolnik s hipoksijo trpi zaradi omotice in otrplosti mišic, ki sta posledica nižjega krvnega tlaka in sproščenih mišic. V hujših primerih lahko pride do omedlevice in celo kome.
V nasprotju z vazodilatacijo se mišice in krvne žile v pljučih zožijo, kar je formalno znano kot “hipoksična pljučna vazokonstrikcija” (HPV). To je način prilagajanja telesa na nezadostno oskrbo s kisikom. Ko pljuča doživijo HPV, preusmerijo pretok krvi, zlasti v alveole, ki delujejo kot zračni žepi v pljučih. Ko se v alveole porazdeli več krvi, se poveča hitrost izmenjave plinov v telesu in telo, ki vsebuje kisik, bolje absorbira.
Nekateri genetiki so opazili, da obstaja tudi odziv na hipoksijo na celični ravni. Celice imajo sposobnost “zapomniti” in lahko dokumentirajo incident hipoksije s prejemom “podpisa”. Na ta način si bodo celice zapomnile, kako se je treba boriti proti hipoksiji, ko se naslednjič zgodi. Negativno je, da so nekatere študije pokazale, da so napovedi raka na dojkah in jajčnikih slabše, če celice vsebujejo znak hipoksije.
Prilagajanje in odziv telesa na hipoksijo lahko človeku pomaga le v omejenem času, zato je nujno zdravljenje hipoksije zelo pomembno. Oseba se lahko priklopi na zunanji dovod kisika ali pa se uvede kardio-pulmonalno oživljanje (CPR). V nekaterih primerih se oseba oskrbi s tekočino tudi z intravenskim dajanjem.