人工膜肺属于体外膜肺氧合，是将血液从体内引到体外，经膜肺氧合，再用泵将血灌入体内的一种技术，可进行长时间心肺支持。
体外膜肺氧合治疗期间，心脏和肺能得到充分休息，全身氧供和血流动力学处在相对稳定的状态。此时膜式氧合器可进行有效的二氧化碳排出和氧摄取，驱动泵使血液周而复始地在机体内流动，为肺功能和心功能的恢复赢得宝贵时间。在临床上常用于可逆性呼吸衰竭，如急性休克、误吸、严重损伤感染等造成的呼吸功能不全，也可用于严重心力衰竭患者，进行循环支持后生存率可达70%，还可用于心脏手术后、心肺移植患者等待合适供体的过渡阶段。
使用体外膜肺氧合时也有一些禁忌证，如由于需要肝素化，有颅内出血或出血体征的患者应避免使用，以免加重出血，危及生命。长时间的人工呼吸可能会导致肺组织纤维化和严重的肺损伤等不可逆改变，应避免使用超过7天，最长不超过10天。