人体重要脏器对缺氧敏感的顺序为脑、心、肾、肝。正常体温时，脑组织各部分的无氧缺血耐受力不同，大脑为4～6min、小脑0～15min、延髓20～30min、脊髓45min、交感神经节60min。
心肌和肾小管细胞不可逆的无氧缺血损伤阈值约30min。肝细胞可支持无氧缺血状态约1～2h。肺组织由于氧可以从肺泡弥散至肺循环血液中，所以肺能维持较长一些时间的代谢。
心搏骤停后，如立即采取抢救措施，使组织灌流量能维持在正常血液供应的25%～30%。大多数组织细胞和器官，包括神经细胞均能通过低氧葡萄糖分解，获得最低需要量的腺苷三磷酸（ATP）。心搏搏动的恢复性很大，脑功能不会受到永久性损伤。如血液供应量只达15%～25%，组织细胞的葡萄糖供应受到限制，氧亦缺乏，ATP的合成受到严重影响，含量降低。如心脏搏动未恢复，组织灌注量亦未能增加，ATP就会耗竭，正常细胞的内在环境稳定性即被严重破坏。如组织灌注量在心搏骤停后，只维持在正常血液供应的10%以下，ATP迅速耗竭，合成和分解代谢全部停顿。此时蛋白质和细胞膜变性，线粒体和细胞核破裂，胞质空泡化，最后溶酶体大量释出，细胞发生坏死。
脑组织在人体器官中最易受缺血的伤害。这是由于它的高代谢率、高氧耗量和对高血流量的要求。整个脑组织重量占体重的2%，静息状态时，需求的氧占人体总摄取量的20%，要求的血流占心排血量的15%。心搏骤停后引起的无氧性缺血，脑组织中的ATP含量即减少90%。因此，心搏停止后最早出现的症状之一是深昏迷。初级心肺复苏的主要目的是提供脑组织最低的血流。