RESUMO Objetivo Avaliar modificações cardiorrespiratórias em decorrência de sessão única de oxigenoterapia hiperbárica. Método Estudo aleatorizado com pacientes: grupos-controle e oxigenoterapia hiperbárica. As avaliações ocorreram no início, durante e após a exposição ao oxigênio puro acima de uma atmosfera, durante 2 horas. A pressão arterial sistêmica, saturação periférica de oxigênio, frequência de pulso, volume e capacidade pulmonar, pressões inspiratória e expiratória máximas foram avaliadas. A saturação periférica de oxigênio, frequência de pulso e pressão arterial sistêmica foram avaliadas durante a pressurização na primeira hora. Os dados foram avaliados pelo teste de ANOVA, Mann-Whitney e teste t independente (p<0,05). Resultados Foram avaliados 14 pacientes adultos. No grupo sob terapia (sete sujeitos), idade: 49,57±14,59 anos houve redução da frequência de pulso de 16 batimentos por minuto após 35 minutos de terapia (análise intragrupo), e a saturação periférica de oxigênio foi maior neste mesmo período se comparado ao grupo-controle. Conclusão A oxigenoterapia hiperbárica promove alterações cardiorrespiratórias com o aumento da saturação periférica de oxigênio e redução da frequência de pulso, sem alterar os níveis pressóricos arteriais e a força, volumes e capacidades respiratórios.