除原发疾病、低氧血症以及二氧化碳潴留所引起的临床表现外，呼吸衰竭的诊断主要依靠血气分析、结合肺功能、胸部影像学表现和纤维支气管镜等检查，对于明确呼吸衰竭的原因至关重要。Ⅱ型呼吸衰竭是指外呼吸功能严重障碍导致的动脉血氧分压降低，伴动脉血二氧化碳分压增高的病理过程，按发病过程可分为急性、慢性呼吸衰竭，呼吸衰竭的原发病不同、病因不同，表现的结果不同。
Ⅱ型呼吸衰竭的诊断主要依靠动脉血气分析，尤其是氧分压和二氧化碳分压的测定，在静息状态下吸入空气，氧分压<60mmHg，二氧化碳分压>50mmHg，则诊断为Ⅱ型呼吸衰竭。当吸入氧浓度增加时可将氧合指数作为诊断呼吸衰竭的标准，氧合指数也就是动脉氧分压除以吸氧浓度，如果≤300mmHg则可诊断为呼吸衰竭。胸部X线片和CT有助于分析引起呼吸衰竭的原因。呼吸衰竭要根据患者病史、症状、体征和实验室检查作出综合诊断。