氣體分壓（英語：partial 壓強）指的是混合氣體中某組分氣體單獨存在，并具有與混合氣體相同溫度和體積時所產生的壓力。它等于混合氣體的總壓力乘以該氣體容積的百分比。
1801年，英國科學家約翰·道爾頓通過實驗提出了混合氣體分壓定律：混合氣體的總壓力等于其中各組分氣體的分壓力之和。
混合物
理想氣體的混合物中，各氣體組分的分子間沒有相互作用力，互不干擾，可視為每個組分各自對容器壁造成各自的壓強，其總壓等于各組分的分壓和。這就是道爾頓分壓定律
此處的p指理想氣體混合物的總壓，而等指的是各組分的分壓。將理想氣體狀態方程 代入可得：其中的為組分i的物質的量或稱摩爾。可見理想氣體混合物中某一氣體組分i的分壓和總壓的比值等于該組分的摩爾分數，這是個很常用的關系。
氣體溶解分壓
在氣-液體系比如氧氣和水中，氧氣可微量溶解于水中，溶解后的氧氣同時也逸出；而水也同時有逸出為水蒸氣和水蒸氣液化回到水的過程。這些過程達到動態平衡后，液相為氧氣與和水形成的溶液，而氣相為氧氣和水蒸氣的混合物。對于這種體系，氣體在液體中的溶解度與氣體的平衡分壓成正比，與溶劑的性質無關，即亨利定律。
血液中
氧氣可以少量溶于血液中之后為血紅蛋白結合，故血液中的氧分壓隨之成為血氣分析的一個重要指標。通常情況下，大氣壓為約100千帕，其中氧氣的摩爾分數（等于體積分數）為21%，氮氣為78%，故氧氣的分壓約為。氧氣被人吸入后部分溶于血液，動脈中的氧分壓為11-13千帕，靜脈血約為4-5千帕。一般來說，當吸入氣體的氧分壓低于16千帕時，就會出現缺氧癥狀，人變得行動遲鈍。低于6千帕，會開始失去知覺，乃至死亡；而當吸入氣體中的氧分壓長時間大于60千帕時，會出現氧中毒的癥狀。
在直接潛水中，增加水壓導致外界壓力增高。為保持體內外壓力平衡，需使用高壓力呼吸氣體，其中氧分壓的計算可同樣基于道爾頓分壓定律。比如要下潛50米的深度，根據液體壓強公式，每下潛10米，壓強增加一個大氣壓，故50米水深處的總壓強為6個大氣壓即約600千帕，此時氧氣分壓為130千帕，已超過上述60千帕的吸入氣體的氧分壓上限，長期吸入此氣體易導致氧中毒，而其中高壓的氮氣也增加了發生氮醉的可能性。解決氧氣分壓過大的一個方法是通過加入氦氣配制多組分的呼吸氣體，比如配制成20%氦氣，80%空氣混合的總壓為600千帕的呼吸氣體，此時氧氣分壓計算為 ，約為100千帕。這樣就在保持總壓不變的前提下，降低了氮氣和氧氣的分壓，減少了氮醉和氧中毒的可能性。
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