Основний параметр, який визначає пульсоксиметр, — це насичення (або сатурація) крові киснем. У складі червоних кров'яних клітин (еритроцитів) є білок гемоглобін, який переносить кисень. Кількість гемоглобіну з киснем у венах і артеріях різна (в артеріях більша), саме через це артеріальна кров яскравіша, а венозна темніша. Пульсоксиметр, грубо кажучи, визначає саме яскравість крові та дає змогу судити, скільки гемоглобіну в артеріальній крові пов'язано з киснем. Ця цифра виражається у відсотках, і саме вона називається насиченням крові (а точніше гемоглобіну) киснем. Якщо пульсоксиметр показує 96%, це означає, що 96% гемоглобіну переносить кисень, а 4% — ні.