При дыхании в среде с повышенным давлением происходит насыщение тканей организма газами. Основная часть общего давления газов в легких и, следовательно, в крови и тканях приходится на долю азота, физиологически инертного газа, не участвующего в газообмене. В то время как поступающий в организм под повышенным давлением кислород, растворяясь в жидкостях и тканях, в значительной мере усваивается, азот лишь физически растворяется в тканях и постепенно насыщает их. Насыщение жидкостей и тканей происходит до тех пор, пока не наступит равновесие и давление азота в них не будет равно парциальному давлению его в окружающей среде.
Разные ткани организма насыщаются азотом с неодинаковой скоростью. Азот плохо растворяется в крови, но очень хорошо в нервной ткани, подкожно-жировой клетчатке. При декомпрессии в организме происходит обратный процесс — выведение из тканей растворенного в них азота (десатурация). При быстром понижении избыточного давления происходит переход азота из растворенного состояния в свободное газообразное. Не успевая диффундировать через легкие, он образует газовые пузырьки, которые закупоривают и разрывают кровеносные капилляры, раздражают нервные окончания, деформируют и повреждают ткани организма. При этом патологический процесс чаще всего локализуется в подкожно-жировой клетчатке, костях и суставах, в тканях нервной системы.