一氧化碳能通过呼吸道迅速进入肺泡，从而通过气体交换进入血液循环。进入血液循环后，一氧化碳能够迅速跟体内血红蛋白结合，血红蛋白跟氧气结合能力比一氧化碳结合能力弱300倍。大量血红蛋白跟一氧化碳结合，从而占领了氧气，需要一些结合血红蛋白，从而导致体内氧气缺少。氧气缺少以后，血红蛋白运送氧气能力减弱，导致体内缺氧，缺氧使线粒体代谢，细胞缺少氧的供应，从而无法进行正常能量代谢。

同时一氧化碳跟血红蛋白结合以后，释放能力比氧气慢，一般释放可能需要在高压氧的状态下，一周左右才能释放一氧化碳。所以此类病人马上需要进行高浓度氧气吸氧，或者高压氧治疗，从而让一氧化碳跟血红蛋白结合释放，使氧气跟血红蛋白替代一氧化碳结合血红蛋白。