眾所周知，潛艇在水下活動時不能從外界獲取新鮮的空氣。而潛艇本身的空間極小，在狹小的空間內卻需要保證足夠數十天作戰活動的食物、戰損維修的工具、零件等等。艙室裡不光是艇員的作戰空間，還是生活空間。
當然了，潛艇內的環境是相當惡劣的。但最重要的一點不能忽視：供氧。氧氣是人類日常生活的必需品，當一定空間內氧氣含量下降到16%時，人員呼吸便會感到侷促甚至出現缺氧。在含氧量達到10%時，大部分人已經缺氧，甚至會出現幻覺，這已經相當於喪失了正產工作的能力。
對於艇員來說，可能潛艇上的輪班工作制度會讓人記憶猶新：即便艇員不處於值班狀態、無需工作，但按照流程仍然需要躺在鋪位上休息，哪怕艇員壓根睡不著。這樣的用意是讓艇員儘量避免來回走動妨礙到值班人員的行動，但更重要的是儘可能減少氧氣損耗——人類在睡眠狀態下的氧氣損耗是最小的。
當然了，一、二戰時期的潛艇當然沒有現代化化學制氧的手段，因此大多採用通氣管補充。在需要補充氧氣時，潛艇需要上升至通氣管高度，通過通氣管進行物理換氣。這樣雖然保證了空氣的新鮮程度，但極容易被發現，因此二戰後的潛艇基本已經完全取消了這樣的空氣循環。
二戰時期的潛艇技術已經有了進步，但在供氧方面顯然仍然是一個無可避免的難題。化學制氧手段並未完全實用話，因此這個時期的潛艇大多採用物理供氧：壓縮氣瓶。在開啟低頻噪音較大的柴油機為蓄電池充電時，冗餘的電力也會用於對氧氣壓縮機進行充氣。在結束上浮後，潛艇內部的空氣是完全足夠艇員呼吸一整天的，除非被幾艘驅逐艦輪番攻擊且甩不掉——這時，壓縮氣瓶就派上了用場。潛艇都會選擇在特定的時間段上浮充電、更換氧氣。
在二戰後，化學制氧手段開始普及：一，再生藥板制氧；二，氧燭制氧；三，電解水制氧。再生藥板制氧，便是通過再生藥板進行化學反應。再生藥板實質上是一種過氧化物，需要於二氧化碳反應，再產生氧氣。再生藥板的體積小、便於儲存，但不僅可以釋放出大量的氧氣，還可以吸收艇員呼吸時產生的二氧化碳。只是在反應時需要專門的反應器，相對來說使用方便。再生藥板的大量使用讓潛艇在水下的持續作戰能力大幅提升，因而在二戰結束後是常規潛艇極普遍的制氧手段。
氧燭制氧，是指氧燭在燃燒時產生氧氣。氧燭的主要成分是NaClO3，在燃燒時會釋放出少許氧氣，還能滿足光照條件的不足，作為輔助光源使用。但是氧燭的制氧效率有限，單單使用氧燭並不能完全替代再生藥板，因此只作為一個輔助制氧手段使用；在現代核潛艇上雖然已經沒有再生藥板的位置，但氧燭作為應急的備份物品還是會保留。
而最後一個電解水制氧，便是直接通過電解海水分解氧氣。當然了，這對於常規潛艇來說還是相當奢侈的：目前為止，只有採用AIP技術的常規潛艇和核潛艇能夠使用。相比其他常規潛艇，這兩種潛艇的電力供應絕對堪稱豪華，尤其是核動力潛艇——電力供應絕對是管夠，因此直接採用電解水分解氧氣。這樣一來，再生藥板也不需儲存不說，還相當於間接在水下獲得氧氣。