Pacientes com retenção de CO2 devem utilizar concentrações mais altas de O₂.

Pode ser feita através de cilindros gasosos, cilindros com oxigênio líquido (mais compactos) e concentradores de oxigênio, sendo estes últimos mais custo-efetivos e fornecidos pelo SUS.

Está indicada quando a PaO₂ em repouso é ≤55 mmHg ou entre 56-59 mmHg com cor pulmonale ou eritrocitose.

A oxigenoterapia prolongada deve ser utilizada por mais de 15h, incluindo o período do sono.

A oxigenoterapia tem impacto comprovado sobre a sobrevida de pacientes com DPOC.