由于Ⅱ型呼吸衰竭病人有二氧化碳的潴留，可出现高碳酸血症。这类病人呼吸中枢的化学感受器对二氧化碳的反应较差，其呼吸的维持主要靠低氧血症对颈动脉窦、主动脉体化学感受器的兴奋作用来刺激病人呼吸。

若进行高浓度吸氧，则病人的二氧化碳分压迅速上升，外周化学感受器可失去对低氧血症的刺激，病人的呼吸变浅、变弱，从而可加重肺泡通气不良，加重肺泡的氧弥散。氧的弥散下降，可导致病人的二氧化碳分压进一步升高，最后导致二氧化碳麻醉，病人神志发生变化。