Możliwe efekty uboczne terapii hiperbarycznej to bóle głowy, wymioty i zmęczenie. Większości działań niepożądanych udaje się jednak uniknąć stosując ciśnienie mniejsze niż 3 atmosfery i przestrzegając ograniczeń czasowych do 120 minut terapii.
Najczęstszym efektem ubocznym tlenowej terapii hiperbarycznej jest uraz ciśnieniowy uszu i zatok, wywołany wysokim ciśnieniem. Aby zminimalizować ryzyko barotraumy, należy stosować się do zaleceń oczyszczania uszu podczas kompresji. Rzadkim powikłaniem jest zatrucie tlenem, do którego może dojść przy podawaniu zbyt wysokich stężeń tlenu przez zbyt długi czas.