Comumente, divide-se a insuficiência respiratória em tipo 1 (hipercápnica, pH < 6,5 e PaO₂ > 70 mmHg) e tipo 2 (hipoxênica, pH > 7,3 e PaO₂ < 45 mmHg).

Para que a ventilação seja realizada, inicialmente deve-se ter o centro respiratório no bulbo cerebral íntegro. Logo em seguida, é necessário gerar uma diferença de pressão entre o alvéolo e o ar ambiente. Essa diferença de pressão é obtida pela expansão da caixa torácica por meio da musculatura respiratória.

Efeito shunt, uma das principais causas de hipoxemia em departamento de emergência, ocorre quando o sangue passa do leito venoso para o arterial sem passar pela circulação pulmonar. Já o efeito espaço morto ocorre quando há unidades de ventilação alveolares ventiladas, porém, não perfundidas.

Quanto à alterações do nível de consciência em situações de insuficiência respiratória, as causas podem ser de ordem estrutural, ocasionadas por doenças neurológicas primárias e que podem levar à destruição do sistema reticular ativador ascendente (SRAA) ou metabólicas, que levam ao comprometimento apenas funcional do sistema respiratório.

Em situações de encefalopatia metabólica, os exames inicias devem incluir sódio, potássio, hemograma, glicemia e enzimas hepáticas. Já em pacientes que apresentem déficits focais, adicional à avaliação metabólica, deve-se realizar uma tomografia computadorizada do crânio e, se necessário, coleta de liquor.