吴天一以敏捷的思维一生致力于低氧生理和高原医学研究，填补世界高原医学研究的空白，构建起高原生存安全的科学体系。为此，年逾六旬的吴天一不顾个人安全，多次亲临施工现场指导健康保障工作。另外，吴天一还将高原病的自我判断方法写成科普手册，撰写了高原保健手册、高原疾病预防手册。青藏铁路的建设历时5年，期间10余万人参与建设，无一人因高原病死亡，建设者们对吴天一充满感激，称他为铁路建设中的“保护神”。
2001年，全世界海拔最高的铁路——青藏铁路的建设工作正式开始，吴天一当仁不让地担任了铁道部高原医学专家组组长、青藏铁路建设高原病防治首席专家等职务，为保障铁路建设者们的生命安全和身体健康踏上了新的征途。青藏铁路建设过程中，健康保障领域遭遇的最大困难有两项：第一，高寒缺氧的环境对建设人员的生命和健康构成了巨大威胁;第二，铁路建设的周期长、人员多，所需的科普和医疗的保障范围非常广，而很多施工人员文化程度有限，又来自平原地区，对高原疾病的预防和治疗认知不多。
为此，年逾六旬的吴天一不顾个人安全，多次亲临施工现场指导健康保障工作。他结合青藏高原特殊的环境气候、地理等因素，建立健全了卫生保障措施和急救方案，指导建起了40多座供氧站和25个高压氧舱站，提出了“三高三低”的急救措施，有针对性地研发了有关药物。通过这些工作，他们成功地将急性高原病的发病率从青藏公路建设时期的10%左右下降到了1%以下。另外，吴天一还将高原病的自我判断方法写成科普手册，撰写了高原保健手册、高原疾病预防手册。他每年抽出一定的时间深入铁路建设前线，走入职工的宿舍和食堂，将科普手册交给工人，同时用简单易懂的口头语为工人们普及高原疾病防治知识，告诉他们怎么识别高原病，怎么判定高原病，碰到高原病的时候应该怎么办，还手把手地演示急救措施。
青藏铁路的建设历时5年，期间10余万人参与建设，无一人因高原病死亡，建设者们对吴天一充满感激，称他为铁路建设中的“保护神”。青藏铁路建设完成后，前国际高山医学会主席JohnB.West教授受邀来到铁路沿线，进行了为期5天的考察访问。考察访问结束后，JohnB.West教授对青藏铁路建设过程中高原医学发挥的健康保障作用大为赞许，将之称为国际高原医学史上的“奇迹”。