多量空氣迅速進入血循環或原已溶解于血液內的氣體迅速游離，均可形成氣體栓塞（air embolism）。前者可見于分娩或流產時，由于子宮強烈收縮，空氣被擠入破裂的子宮壁靜脈竇；頭頸手術、胸壁和肺創傷損傷靜脈時，空氣也可在吸氣時因靜脈腔內的負壓而被吸入靜脈。空氣進入右心后，由于心搏動，將空氣和心腔內血液攪拌形成大量的泡沫，泡沫狀的液體有可壓縮性，當心收縮時不被排出而阻塞肺動脈出口，導致猝死。一般迅速進入血循環的空氣量在100ml左右時，即可導致心力衰竭，尸檢可見右心肺有泡沫狀氣體存在。進入血循環的空氣可引起一些器官的栓塞，氣泡激活血小板使之釋出5－羥色胺促進血管收縮，而血小板第3因子又促成該血管的血栓形成，從而加重栓塞癥狀。但如氣體量少，可被溶解于血液而不致引起嚴重后果。
溶解于血液內的氣體迅速游離引起的氣體栓塞見于減壓病（decompression sickness）。沉箱作業的工人，在沉箱內由于氣壓高，所吸入的空氣較多地溶于血液、組織液和脂肪組織內。如從深水中上升到水面常壓環境過于迅速，所受外界氣壓驟然減低，原來溶于血液內的氧、二氧化碳和氮很快游離，形成氣泡，氧和二氧化碳可再溶于體液內被吸收，氮則在體液內溶解遲緩，遂在組織和血液內形成小氣泡或互相融合成較大的氣泡，于是在血管內形成的氣體栓塞及其合并的微血栓可引起局部缺血和梗死，組織（主要為肌肉、肌腱、韌帶）內的的氣泡引起局部癥狀（關節和肌肉疼痛）。此稱沉箱病（caisson disease）。