เมื่อทารกมีภาวะขาดออกซิเจนร่างกายไม่สามารถดูดซึมออกซิเจนเข้าสู่ระบบไหลเวียนเลือดได้ ทำให้มีปริมาณออกซิเจนในกระแสเลือดต่ำ โดยมีระดับแรงดันออกซิเจนในหลอดเลือด แดงเท่ากับหรือน้อยกว่า 40 mmHg และมีแรงดันคาร์บอนไดออกไซด์ในหลอดเลือดแดงมากกว่า 80 mmHg เลือดไหลเวียนเลือดในร่างกายน้อยลง โดยมีเลือดไปเลี้ยงอวัยวะที่สำคัญที่สุดในร่างกายก่อน คือ สมอง หัวใจ และต่อมหมวกไต ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตามมาเริ่มด้วยมีอาการหายใจแบบขาดอากาศ ประมาณ 1 นาที ตามด้วยการหายใจไม่สม่ำเสมอและหัวใจเต้นช้าลง ถ้าไม่ได้รับการช่วยเหลือทารกจะหยุดหายใจ ซึ่งเป็นการหยุดหายใจครั้งแรก ถ้าไม่ช่วยกู้ชีพทารกจะ พยายามหายใจใหม่อีกครั้งแต่เป็นการหายใจที่ไม่สม่ำเสมอ ประมาณ 4-5 นาที แล้วจะทรุดลงไป อย่างรวดเร็วและหยุดหายใจอย่างถาวร ทารกขาดออกซิเจน ถ้าไม่ได้รับการแก้ไขที่ถูกต้อง ภายใน 8 นาที หลังเกิดการขาดออกซิเจนทารกจะเสียชีวิต

1.ระยะตั้งครรภ์หรือก่อนคลอด ทารกมีการเคลื่อนไหวมากกว่าปกติและต่อมาจะมีการเคลื่อนไหวน้อยลงกว่าปกติ อัตราการเต้นของหัวใจทารกในระยะแรกจะเร็วมากกว่า 160คร้ัง/นาทีต่อมาจึงช้าลง

3.2.1 การเปลี่ยนแปลงในปอด การขาดออกซิเจนทำให้หลอดเลือดในปอดหดตัว ความดันเลือดในปอดสูงขึ้นเลือดไปเลี้ยงปอดได้น้อยลง การทำงานของเซลล์ปอดเสียไป ทำให้ทารกคลอดก่อนกำหนดเกิดภาวะ RDS ทารกมีอาการหายใจหอบ ตัวเขียว

3.2.2 การเปลี่ยนแปลงในระบบหัวใจและการไหลเวียนเลือด
การขาดออกซิเจนในระยะแรกร่างกายจะส่งเลือดไปเลี้ยงสมอง หัวใจและต่อมหมวกไต แต่ลดปริมาณเลือดที่ไปเลี้ยงอวัยวะอื่น ส่งผลให้หัวใจเต้นเร็ว ผิวซีด หายใจแบบ gasping มีmetabolic acidosis อุณหภูมิร่างกายต่ำลง ความดันโลหิตต่ำ

3.2.3 การเปลี่ยนแปลงในระบบประสาท
ถ้าขาดออกซิเจนนานทารกจะซึม หยุดหายใจบ่อย หัวใจเต้นช้าลง ม่านตาขยายกว้างไม่ตอบสนองต่อและมักเสียชีวิต ถ้าขาดออกซิเจนในระยะเวลาสั้นๆ หรือสามารถกู้ชีพได้สำเร็จอย่างรวดเร็ว อาจมี hypoxic ischemic encephalopathy (HIE)

3.2.4 การเปลี่ยนแปลงในระบบทางเดินอาหาร
ลำไส้จะบีบตัวแรงชั่วคราวทำให้ทารกถ่ายขี้เทาขณะอยู่ในครรภ์ จึงเสี่ยงก่อการสำลักขี้เทาเข้าปอด

3.2.5 การเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึม
หลังจากขาดออกซิเจน ทารกมักจะเกิด ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ แคลเซียมต่ำ และโปแตสเซียมสูง มีผลทำให้ทารกชักและเสียชีวิต

-ค่า arterial blood gas ผิดปกติ คือ PaCO2 > 80 mmHg, PaO2 < 40 mmHg, pH < 7.1