Toksiškumas deguoniui yra būklė, kuri atsiranda, kai žmogus įkvepia per daug gryno deguonies. Kvėpuojantis oras yra maždaug 21 procentas deguonies; likusią dalį sudaro azotas ir įvairios kitos medžiagos. Kai molekulinis deguonis arba O2 įkvepiamas didesniu santykiu, gali atsirasti įvairių simptomų, įskaitant tunelinį regėjimą, pykinimą ir kvėpavimo takų uždegimą. Skirtingos deguonies toksiškumo formos gali atsirasti dėl skirtingo padidėjusio deguonies kiekio poveikio. Centrinės nervų sistemos pažeidimai dažniausiai atsiranda dėl aukšto slėgio, trumpalaikio padidėjusio deguonies kiekio poveikio, o ilgalaikis padidėjus deguonies kiekiui esant normaliam atmosferos slėgiui gali sukelti plaučių ar akių problemų.
Centrinės nervų sistemos toksiškumas deguoniui dažniausiai pasireiškia tik esant aukštam slėgiui, todėl tai pirmiausia yra narų ir kitų, kurie leidžia laiką aukštesnėmis nei atmosferos slėgis sąlygomis, problema. Kai naras gilinasi į vandenį, jo bake esančių dujų dalinis slėgis didėja proporcingai jo gyliui. Taigi centrinės nervų sistemos deguonies toksiškumas yra įmanomas pakankamai gylyje, nes naras kvėpuoja deguonimi, esant žymiai aukštesniam nei įprastas atmosferos slėgis. Tai gali sukelti įvairių simptomų, įskaitant pykinimą; galvos svaigimas; trūkčiojimas; o sunkiais atvejais – traukuliai ir galima mirtis.
Deguonies toksiškumas vis dar galimas esant normaliam atmosferos slėgiui; tai atsitinka, kai deguonies dalis ore yra gerokai didesnė už įprastą maždaug 21 proc. Toksiškumas gali pasireikšti esant 50 procentų ar daugiau deguonies, nors paprastai užtrunka gana ilgai, paprastai daugiau nei 24 valandas, kol simptomai pasireiškia. Esant arčiau 100 procentų deguonies, simptomai gali pasireikšti daug greičiau, paprastai po 14 valandų, bet kartais ir po keturių valandų. Toksiškumas deguoniui, atsirandantis dėl ilgalaikio didelio deguonies kiekio, esant normaliam atmosferos slėgiui, paprastai sukelia plaučių simptomus, o ne centrinės nervų sistemos simptomus. Tokie simptomai yra kvėpavimo takų ir plaučių uždegimas, kosulys, pasunkėjęs kvėpavimas ir karščiavimas.
Įvairūs cheminiai mechanizmai, susiję su ląstelių kvėpavimu ir metabolizmu, yra atsakingi už simptomus, susijusius su deguonies toksiškumu. Nors deguonis reikalingas ląstelių kvėpavimui, dėl didesnės nei įprasta koncentracijos susidaro labai reaktyvūs šalutiniai produktai, kurie gali padaryti didelę žalą ląstelėms. Panašios labai reaktyvios cheminės medžiagos į organizmą patenka arba gaminamos reguliariai, tačiau organizmas turi daug sistemų, galinčių užkirsti kelią galimai sukeltai žalai arba ją ištaisyti. Kūno sistemos nepajėgia neatsilikti nuo šių destruktyvių elementų gamybos esant padidėjusiam deguonies kiekiui, todėl atsiranda toksiškumas deguoniui ląstelių pažeidimo forma.