高碳酸血症是指动脉血二氧化碳分压超过正常值，对于急性呼吸衰竭的患者，高碳酸血症通常依据动脉血二氧化碳分压超过45mmHg，但是对慢性肺部疾患的患者，动脉二氧化碳分压、高碳酸血症的诊断要求是高于50mmHg。
任何原因导致二氧化碳分压增高，都可以称为高碳酸血症，大多数各种不同类型的高碳酸血症都是由于通气功能障碍导致。气道阻塞也可以导致高碳酸血症，但是比较常见的还是慢性阻塞性的肺部疾病，由于通气功能障碍导致的高碳酸血症，尤其是慢阻肺发展到一定程度，肺的通气功能障碍会导致不同程度的高碳酸血症，严重的高碳酸血症可以导致患者昏迷，又称为肺性脑病。