Frazė „reakcija į hipoksiją“ paprastai reiškia, kaip kūno vidaus organai, raumenys ir ląstelės reaguoja, kai pasireiškia hipoksija. Kaip sveikatos būklė, hipoksija atsiranda, kai į organizmą nepatenka pakankamai deguonies. Viena iš pastebėtų reakcijų į hipoksiją yra padidėjęs kvėpavimo sistemos aktyvumas, dažniausiai pasireiškiantis žmogui hiperventiliuojant. Kvėpavimo dažnis tampa greitesnis, kvėpavimo gylis didėja, o intervalai tarp įkvėpimų sumažėja, kad būtų absorbuojama daugiau deguonies. Hiperventiliacija taip pat leidžia anglies dioksidui greičiau pasišalinti iš organizmo, tačiau ji gali būti žalingesnė, kai ji užsitęsia, nes mažas anglies dioksido kiekis taip pat gali susiaurinti kraujagysles ir neleisti patekti deguoniui.
Kitas atsakas į hipoksiją vadinamas vazodilatacija, kai kraujagyslės tampa platesnės, kad daugiau kraujo ir deguonies galėtų cirkuliuoti visame kūne. Išsiplėtus kraujagyslėms, raumenys taip pat labiau atsipalaiduoja, sumažėja kraujospūdis. Tokiu būdu vazodilatacija veikia kaip dviašmenis kardas, leidžiantis daugiau deguonies patekti į išsiplėtusias kraujagysles ir signalizuoti organizmui, kad reikia mažiau deguonies, sulėtindamas jo veiklą. Štai kodėl pacientas, patiriantis hipoksiją, gali jausti galvos svaigimą ir raumenų tirpimą – visa tai yra žemesnio kraujospūdžio ir atsipalaidavusių raumenų padariniai. Blogesniais atvejais gali pasireikšti alpimas ir net koma.
Priešingai nei vazodilatacija, plaučių raumenys ir kraujagyslės susiaurėja – būklė, oficialiai žinoma kaip „hipoksinis plaučių vazokonstrikcija“ (ŽPV). Taip organizmas prisitaiko prie nepakankamo deguonies tiekimo. Kai plaučiai susiduria su ŽPV, jie nukreipia kraujo tekėjimą, ypač į alveoles, kurios veikia kaip plaučių oro kišenės. Kai į alveoles paskirstoma daugiau kraujo, organizme pagreitėja dujų mainai, o deguonies turintis kraujas geriau pasisavinamas organizme.
Kai kurie genetikai pastebėjo, kad į hipoksiją reaguojama ir ląstelių lygiu. Ląstelės turi galimybę „atsiminti“ ir gali dokumentuoti hipoksijos atvejį, gaudamos „parašą“. Tokiu būdu ląstelės prisimins, kaip kitą kartą, kai atsitiks, reikia kovoti su hipoksija. Neigiama yra tai, kad kai kurie tyrimai parodė, kad krūtų ir kiaušidžių vėžio prognozės blogėja, kai ląstelėse yra hipoksijos požymis.
Organizmo prisitaikymas ir reakcija į hipoksiją žmogui gali padėti tik ribotą laiką, todėl labai svarbu skubiai gydyti hipoksiją. Asmuo gali būti prijungtas prie išorinio deguonies tiekimo arba gali būti taikomas širdies ir plaučių gaivinimas (CPR). Kai kuriais atvejais asmuo taip pat aprūpinamas skysčiais į veną.