呼吸衰竭时需抽取动脉血进行血气分析，主要作用是诊断与判断、评估治疗疗效。动脉血气分析对判断呼吸衰竭和酸碱失衡严重程度，以及指导治疗均具有重要意义，氧分压和二氧化碳分压可帮助判断是否存在呼吸衰竭以及呼吸衰竭类型。
氧分压低于60mmHg，二氧化碳分压正常，通常考虑为Ⅰ型呼吸衰竭。氧分压低于60mmHg，二氧化碳分压超过50mmHg，多考虑为Ⅱ型呼吸衰竭。pH值及酸碱度可反映机体代偿状态，判断体内酸碱失衡，同时有助于鉴别急性或慢性呼吸衰竭。二氧化碳分压升高，pH值正常时称为代偿性呼吸性酸中毒。二氧化碳分压升高，pH值＜7.35，称为失代偿性呼吸性酸中毒。因血气受年龄、海拔高度、氧疗及多种因素影响，具体分型需要结合临床情况判断。