Boyle定律指出,一定質量氣體的容積變化與絕對壓力呈反比；例如在水平面的1L空氣(1atmabs)在10m深(2atmabs)時被壓縮到1/2L.在下潛過程中,人體空氣腔隙內的壓力必須與這種壓縮取得代償性的平衡.由潛水防護帽或水下呼吸調節器控制的呼吸可代償呼吸系統的氣體壓縮.
氣體密度隨絕對大氣壓成比例地增加,但在深水處配備水下呼吸器的潛水員的呼吸率和潮氣量與在水面類似工作時十分接近.因此在深水中潛水員每分鐘呼吸的氣體分子數量與壓力成正比地增加,例如在2atmabs時呼吸氣體分子的數量是水面的2倍.因此潛水員空氣供應的時間相應地減少,在深水處的呼吸困難加重,因為潛水員的氣道和呼吸器內的氣流阻力增加.這種變化使潛水員的呼吸力度加強,呼吸耗竭和全身乏力.即使在理想條件下,也可給潛水帶來嚴重的問題.
上升過程中肺部氣體的膨脹可能引起威脅生命的併發症.若潛水員在深水處即使吸入一次呼吸的空氣或其他氣體,而在上升過程中沒有讓其大量地逸出,則膨脹的氣體可導致肺的過度膨脹.可能的後果包括氣胸,縱隔或皮下氣腫,動脈氣體(空氣)栓塞；氣體栓塞是十分緊急的,是配備水下呼吸器的潛水員死亡的主要原因 。
