Boyle定律指出,一定质量气体的容积变化与绝对压力呈反比；例如在水平面的1L空气(1atmabs)在10m深(2atmabs)时被压缩到1/2L.在下潜过程中,人体空气腔隙内的压力必须与这种压缩取得代偿性的平衡.由潜水防护帽或水下呼吸调节器控制的呼吸可代偿呼吸系统的气体压缩.
气体密度随绝对大气压成比例地增加,但在深水处配备水下呼吸器的潜水员的呼吸率和潮气量与在水面类似工作时十分接近.因此在深水中潜水员每分钟呼吸的气体分子数量与压力成正比地增加,例如在2atmabs时呼吸气体分子的数量是水面的2倍.因此潜水员空气供应的时间相应地减少,在深水处的呼吸困难加重,因为潜水员的气道和呼吸器内的气流阻力增加.这种变化使潜水员的呼吸力度加强,呼吸耗竭和全身乏力.即使在理想条件下,也可给潜水带来严重的问题.
上升过程中肺部气体的膨胀可能引起威胁生命的并发症.若潜水员在深水处即使吸入一次呼吸的空气或其他气体,而在上升过程中没有让其大量地逸出,则膨胀的气体可导致肺的过度膨胀.可能的后果包括气胸,纵隔或皮下气肿,动脉气体(空气)栓塞；气体栓塞是十分紧急的,是配备水下呼吸器的潜水员死亡的主要原因 。