一氧化碳经呼吸道进入血液,与红细胞内血红蛋白结合形成稳定的碳氧血红蛋白(COHb)。由于CO与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大240倍,而碳氧血红蛋白的解离较氧合血红蛋白的解离速度慢3600倍,故易造成碳氧血红蛋白在体内的蓄积。COHb不能携氧,而且还影响氧合血红蛋白正常解离,即氧不易释放到组织,从而导致组织和细胞缺氧。此外,CO还可抑制细胞色素氧化酶,直接抑制组织细胞内呼吸,这些因素更加重了组织、细胞缺氧。