そもそも潜水は、水面から潜り始め、水面に戻ってくるというのが一般的ですが、より深く、より長く潜ろうとする場合には、このような方法では、効率が悪く、しかも危険です。そこで考案されたのが「飽和潜水」という特殊な潜水法です。

　大気圧下で生活する私たちは、常に1気圧の空気を呼吸していますが、とりわけ生命を維持するために必要な酸素（酸素分圧^*1）は、そのうちの約0.21気圧に過ぎません。残りのガスは、生命維持に関係しない窒素ガスで、これが空気の成分の約8割（約0.79気圧）を占めています。呼吸を行うと酸素が消費されるので、吐き出す空気中の酸素分圧は、約0.16気圧に減少し、もとの新鮮な空気との間に圧力差（差圧）が生じます。これにより、体内への酸素の取り込みが行われるのです。これに対し窒素ガスは、呼吸によって消費されることがないために、体内（組織や血液中など）に存在する窒素ガスの圧力は外部環境のそれと常に一定の状態が維持されています。潜水の分野では、この状態を「飽和状態」といいます。

　

　

　

　

　

　

　素潜り以外の潜水では、通常、圧縮空気を呼吸しますが、この場合、ダイバーは、常に各深度に応じた圧力のガスを呼吸することにより、大気圧下と同じ状態で呼吸ができるのです。例えば、10mでは2気圧の、20mでは3気圧の空気を呼吸することになります。従って、呼吸する空気中の窒素ガスの分圧も高くなるために、体内に存在する窒素ガス分圧との均衡が破られて加圧された窒素ガスが体内に溶解してきます。そして、潜水時間が長くなればなるほど、より多くの窒素が体内に溶け込み、遂には、外部と身体内部の窒素ガスの圧力が均一になるまで溶け込みます。これを「飽和状態になる」と言います。そして、このような状態となった身体条件で潜水する方法を「飽和潜水」といいます。この潜水法を活用すると、“同一深度に何時間または何日間留まろうと、減圧時間（体内に溶け込んだ窒素ガスを排泄する時間）が同じで済む”と言うことから、深くなればなるほど長い減圧時間を要する深海潜水に適しています。

　ところが通常の空気潜水は、「窒素酔い^*2」や呼吸抵抗の増加に伴う「換気不良」等の問題から、潜水深度はおおむね40〜50mが限界であると言われます。特に「飽和潜水」では、酸素分圧の増加に伴う「酸素中毒^*3」の問題が生じてくるため、おおむね18mを超える深度では、空気は使えません。それ以上深い深度の「飽和潜水」では、「人工的に造られた空気」が使用されます。とりわけ好んで使われるのはヘリウムと酸素の混合ガスで、これを使用することにより、海洋科学技術センターでは、国内初の水深300mの飽和潜水実験に成功しました。そしてさらに深く潜るためには、水素―ヘリウム―酸素を適度に混合した「三種混合ガス」が使用されます。