当呼吸系统无法确保通过肺部进行有效的气体交换时，就会出现 “呼吸功能不全”，从而无法维持血液中氧气（O2）和/或二氧化碳（CO2）含量的适当平衡。
当血浆中氧气浓度较低时，我们就会出现 “低氧血症 “呼吸衰竭（I 型或部分），这通常与肺炎或肺水肿等肺部疾病有关。当血浆中二氧化碳浓度高于正常值时，我们称之为 “高碳酸血症”（II 型或完全）呼吸衰竭，通常与严重/晚期慢性阻塞性肺病（COPD）和哮喘有关。
过量的二氧化碳在血浆中转化为碳酸（H2CO3）和碳酸氢盐（HCO3-），导致血液 pH 值从中性降至弱酸性。肾脏通过增加血浆中 HCO3- 的浓度（HCO3- 更多地被肾小管重吸收，而不是随尿液排出体外）来 “缓冲 “血液 pH 值，使其恢复中性，从而部分纠正这种情况。
然而，当呼吸衰竭和血浆二氧化碳浓度显著增加时，肾脏的平衡机制就不再足以保证血液 pH 值保持中性，于是就会出现所谓的 “呼吸性酸中毒”，这种情况无论如何都是一种医疗紧急情况，因为人体的大部分基本生理功能都是在血液 pH 值约为 7.3-7.4 的情况下进行的。
呼吸衰竭可能是急性的，也可能是慢性的：前者起病迅速而突然（如胸部外伤或过敏性会厌水肿）；后者起病较缓慢，可能持续数月或数年，因炎症或急性呼吸道感染等突发现象而突然恶化（如慢性阻塞性肺病发作或肺纤维化时的情况）。
慢性呼吸衰竭患者通常还患有所谓的 “肺心病”，这是一种以心脏右心室扩张为特征的心脏疾病，会导致泵功能受损和右心衰竭的发生。
