高壓氧氣應用於腦中風治療的方面有：
（1）增加血液和組織的氧含量；（2）增加氧的擴散率及有效擴散距離；（3）幫助腦血管收縮、降低顱內壓；（4）促進側枝循環建立及病變血管修復；（5）改善腦組織的新陳代謝；（6）對於血腦屏障通透性的作用；（7）減少組織缺血再灌流損傷。以上這些現象不管是急性、慢性或是單次、多次的高壓氧治療，都已從動物實驗中證實。
人體使用高壓氧氣輔助治療
受到下列因素的限制：
（1）治療時間的選擇：一般在發作後3到6小時是所謂的黃金治療時機，應盡早治療，效果會較好。（2）患者個別因素的影響：患者的年齡和本身潛在疾病的危險因子，如：年齡大小、是否有心血管疾病、糖尿病及高血脂症會影響治療效果。（3）完整且安全的療程：治療要有一定的療程才會出現療效，部分專家建議治療次數應達40次以上，可視病情需要重複療程。但隨著治療次數的延長，必須更謹慎去評估氧氣毒性副作用和其他慢性生理作用的發生。（4）高壓氧與其他輔助療法：血栓溶解劑、血管擴張劑、類固醇、降腦壓藥及抗氧化劑等為目前醫療上較常使用的治療藥物，合併且多重性療法為未來之治療趨勢。（5）高壓氧與外科療法：早期的研究發現，於發作後急性期先給予高壓氧氣治療，可以促進病患神經功能的恢復，有助於日後以外科手術方式來重建腦血管的流通，且有防止手術後急性腦水腫和腦梗塞壞死的作用，可配合神經外科醫師作較完善之評估。
由於影響人類腦中風的因素非常複雜，不同的血管及梗塞的程度，都會造成疾病嚴重度的差異，另外，即使沒有阻塞的血管，功能也不見得健全，而這些現象是在實驗動物中不會發生的，所以想要克服這些問題，只有做更嚴謹的分類和評估，在增加樣本數的情形下才能表現出高壓氧治療的實際效果。
總而言之，腦中風的治療黃金時間相當短暫，若能把握治療時機，給予適當的治療方式，對病患復原狀況較有幫助。高壓氧氣治療對於腦中風的臨床應用，雖然仍需要更詳細且完整的資料證據來支持，但就理論面及實際的臨床經驗案例都顯示出它的低風險和可能的療效，因此腦中風的病人除傳統治療外，在經過神經科醫師和高壓氧科醫師審慎評估後，外加高壓氧氣治療不失為一項較好的選擇。
