Introdução: Para a avalição da oxigenação e o manejo terapêutico com cânula nasal de alto fluxo e/ou ventilação mecânica não invasiva em unidades de terapia intensiva para adultos, são utilizados índices de oxigenação. Objetivo: Avaliar os índices de oxigenação como preditores de mortalidade, oxigenação, intubação, extubação e suporte ventilatório em pacientes adultos em terapia intensiva com insuficiência respiratória sob assistência de cânula nasal de alto fluxo versus ventilação mecânica não invasiva. Materiais e métodos: Revisão sistemática da literatura; foram selecionados 289 estudos, 20 estudos foram revisados com a lista Quality Assessment Tool for Observational Cohort and Cross-Sectional Studies y Quality Assessment of Case-Control Studies, por quatro revisores independentes. Resultados: Os índices de oxigenação confirmaram o diagnóstico de insuficiência respiratória, com melhora na pressão arterial e na porcentagem de saturação de oxigênio. O índice de Kirby melhorou significativamente com a cânula nasal de alto fluxo, um método de suporte mais bem tolerado e com menor taxa de reintubação. O uso de ventilação mecânica não invasiva esteve associado a maior risco de mortalidade. Conclusão: Os índices de oxigenação são preditores críticos na insuficiência respiratória aguda, e o monitoramento sistemático desses índices otimiza a tomada de decisões terapêuticas e melhora o prognóstico de sobrevida.