水素酸素吸入は主に慢性閉塞性肺疾患（COPD）治療の補助療法として用いられているが、痰の除去や気管支拡張などの総合的な治療と組み合わせる必要がある。
水素分子は抗炎症作用、抗酸化作用、急速拡散作用があることが関連研究で証明されている。 慢性閉塞性肺疾患の急性増悪患者にとって、水素酸素療法は単純な酸素療法よりも優れており、安全で忍容性も高い。 COPD自体は気流が制限され、完全に不可逆的な疾患であるため、水酸化物を吸入しても息切れなどの呼吸困難の症状をある程度緩和することしかできない。
急性増悪を起こした患者は感染症を併発していることが多く、抗感染薬による治療が必要な場合がある。