当呼吸器官不能维持正常的气体交换，发生呼吸衰竭的时候，可用机械装置辅助呼吸肌工作，增加肺内气体交换，这个过程叫做机械通气，所用的机械装置称为呼吸机。机械通气是一种呼吸支持方法，不是病因治疗，不能够用来治愈疾病，它只会为导致呼吸衰竭的各种原发病的治疗争取时间和创造条件。机械通气可以改善病人的氧合、降低二氧化碳分压、减少病人呼吸做功。但是可能出现不良影响，比如对肺，可能出现气压伤，出现气胸、纵隔气肿以及皮下气肿等，少数引起严重临床后果。对心脏，由于机械通气是正压通气，导致胸腔内压力增加，会影响心脏泵血功能和血压。但是有时候因为病情需要，必须使用高气道压力的时候，可能同时需要补充循环血量，甚至使用升压药物。对于胃肠道，由于气压作用，病人可能发生胃扩张，可以通过留置胃管减轻胃内压力。
机械通气的患者，要达到适当的营养支持比较困难。营养不足会影响呼吸肌群的功能，增加肺炎和脱机困难风险。而过度的喂食增加基础代谢率，增加通气需要，所以需要计算患者的能量需求以尽量达到平衡。部分患者由于自身呼吸与呼吸机送气不能同步，出现人机对抗，严重影响呼吸机的治疗效果，这个时候需要用镇静剂与肌松剂打断患者呼吸，以达到既定的治疗目标。