Avasküler nekroz, trabeküler kemik ve kemik iliğinin ölümüdür ve en sık femur başında görülür. Patogenezin intraosseöz mikrosirkülasyon bozulması ile ortaya çıkan iskemiden kaynaklandığına inanılmaktadır. Tedavideki amaç femur başındaki çökmeyi engellemek ve böylece osteoartrit gelişimini durdurmaktır. Hiperbarik oksijen tedavisi, femur başı avasküler nekrozunun altta yatan patofizyolojisini düzeltmeyi hedefleyerek etki eder. Bu tedavi tüm vücuda atmosfer basıncından daha yüksek basınçlarda %100 oksijen verilmesini içerir. Hiperbarik oksijen tedavisi, arteriyollerde vazokonstrüksiyon yaparak enflamasyonun azalmasına, kollajen ve kan damarı sentezinin teşvik edilmesine (anjiyogenez) yol açar. Trabeküler kemikte nekrotik bölgenin ekstrasellüler sıvı yoluyla direkt olarak oksijenlenmesini de sağlar. Tüm bunlar sonucu femur başında venöz basınç düşer ve mikro dolaşım düzelir. Böylece klinik olarak ağrı önemli ölçüde azalır, eklem hareketlerinde artış sağlanır. Hiperbarik oksijen tedavisi, avasküler nekroz tanısı konmuş hastalarda erken dönemde (evre I-II) yalnızca gözlem yerine tek başına veya diğer tedavilerle beraber (kokteyl tedavi) uygulanabilir.