Skuteczność tlenoterapii hiperbarycznej (Hyperbaric Oxygen Therapy, HBOT) w stwardnieniu rozsianym tłumaczy się możliwością przywrócenia prawidłowego funkcjonowania uszkodzonych komórek nerwowych pod wpływem zwiększonej ilości tlenu. Metoda ta również podnosi aktywność mózgu i poprawia koncentrację oraz łagodzi stany depresyjne. Wpływa na lepsze dotlenienie i funkcjonowanie tkanek całego organizmu. Cykl leczniczy składa się najczęściej z 20 60-120 minutowych sesji (cztery tygodnie leczenia) odbywających się codziennie z wyjątkiem weekendów. W komorze stosuje się zazwyczaj ciśnienie w granicach 1,75 – 2,5 atmosfer.

Dużą zaletą tlenoterapii jest jej wysokie bezpieczeństwo. M. Bennett i R. Heard z University of New South Wales z Wydziału Nurkowania i Medycyny Hiperbarycznej dokonali przeglądu badań naukowych na temat leczenia stwardnienia rozsianego w komorze hiperbarycznej. Uważają oni, że obecnie nauka nie dysponuje żadnym wiarygodnym dowodem na to, że taka terapia jest skuteczna, choć nie wykluczają, że może być pomocna w indywidualnych przypadkach, dlatego nie może zastępować leczenia podstawowego. Wyniki ich badania znajdują się w Bazie Cochrane, która zawiera najbardziej udokumentowane badania medyczne.