Vaikka ihminen on vuosisatojen kuluessa suuresti parantanut sukellusvarusteitaan teknologiansa avulla, sukelluksen syvyys ja kesto ovat yhä hyvin rajallisia. Tämä ei välttämättä ole teknologian vika, vaan ihmisruumista ja hänen hengittämiensä kaasujen ominaisuuksia koskeva elämän tosiasia. Kaasut, jotka ovat vaarattomia ilmakehän paineessa, muuttuvat korkeammassa ja vaihtelevassa paineessa vaarallisiksi.

Nopea silmäys kaasujen vaaroihin on varsin paljonpuhuva. Kemiallisesti varsin passiivinen typpi, joka muodostaa lähes 80 prosenttia ilmasta, liukenee vereen ja kudoksiin. Kuten jo olemme nähneet, typpi vapautuu liuoksesta paineen aletessa pintaannousun aikana, muodostaa kuplia verenkiertoon ja salpaa sen aiheuttaen sukeltajantaudin. Syvälle ulottuvissa sukelluksissa sukeltaja voi kokea typpihuumauksen, joka tekee hänet suorituskyvyttömäksi.

Happi on ainoa elämälle todella välttämätön kaasu, mutta puhtaan hapen hengittäminen voi aiheuttaa ongelmia. Sukeltajille tämä vaara on hyvin todellinen, ja puhtaan hapen hengittäminen yli kuuden metrin syvyydessä voi koitua äärimmäisen vaaralliseksi. Korkeassa paineessa hengitetty happi saattaa aiheuttaa äkillisiä, keskushermostoon saakka ulottuvia kouristuksia. Jos happea hengitetään pitkään kohtalaisessakin paineessa, se voi ärsyttää ja vaurioittaa keuhkokudosta. Joseph Priestly ja Antoine Lavoisier aavistivat tämän vaikutuksen jo 1700-luvulla.

Pienissä laboratorioeläimissä, jotka hengittivät puhdasta happea yhden ilmakehän paineessa, ilmeni vaurioita vuorokauden kuluessa, ja ne kuolivat neljän vuorokauden kuluttua. Eläimissä todettiin hiussuonten ja keuhkojen rakkulakalvon vaurioita. Tämä Lorrainin—Smithin reaktiona tunnettu vaikutus ei ilmene ihmisessä yhtä äkillisenä, koska hänen sietokykynsä on suurempi kuin pienten eläinten.

Lyhytaikaisissa sukelluksissa voidaan käyttää huomattavaa hapen osapainetta, koska keuhkojen ärtyminen ilmenee vasta usean tunnin kuluttua ja se yleensä katoaa sukeltajan ryhdyttyä hengittämään normaalisti ilmakehässä. Jos näitä lyhyitä sukelluksia kuitenkin tehdään päivittäin, muutaman viikon kuluttua voi ilmetä keuhkovammoja. Yleensä on viisainta karttaa hapen hengittämistä suuressa paineessa.

Näistä vaaroista huolimatta miljoonat ihmiset ympäri maailmaa harrastavat paineilmasukellusta. Teollinen syvänmerensukellus, jossa hengityskaasuna käytetään heliumia, on laajalle levinnyttä. Toisen maailmansodan aikana sotilassukeltajat hengittivät (ja hengittävät vieläkin) korkeapaineista happea, joka kierrätetään suljetuissa kierrätyslaitteissa.

Fysiologit tarkkailevat painekaasuja hengittävän koe eläimen elintoimintoja. He toivovat voivansa käyttää tutkimustuloksia ihmisen hyväksi. Lampaat ja siat soveltuvat parhaiten koe-eläimiksi, koska niiden fysiologia muistuttaa suuresti ihmisen fysiologiaa. Korkeapaineisen hapen hengittäminen on aiheuttanut vaurioita ihmisen ja eläinten keskushermostossa ja keuhkokudoksessa.