二氧化碳是调节呼吸运动最重要的生理性化学因素。一定水平的血二氧化碳分压对维持呼吸中枢的基本活动是必需的。

吸入气中的二氧化碳增加时，肺泡气二氧化碳分压随之升高，动脉血二氧化碳分压也升高，因而呼吸加深、加快，肺通气量增加。肺通气增加可使二氧化碳排出增加，使肺胞气和动脉血二氧化碳分压接近正常水平。但当吸入气二氧化碳分压增加超过一定的水平，肺通气量不能相应增加，使肺泡气和动脉血二氧化碳分压显著升高，导致中枢神经系统包括呼吸中枢活动的抑制，引起呼吸困难、头痛、头昏、甚至昏迷，出现二氧化碳麻醉。