Em geral, o equilíbrio ácido-base é mais precisamente avaliado com a medição do pH e da PCO₂ em uma amostra de sangue arterial.

O pH estabelece o processo primário (acidose ou alcalose), mas pode ser direcionado para os valores anormais pela compensação. As alterações da PCO₂ refletem o componente metabólico e as alterações do HCO₃ − refletem o componente respiratório.

O hiato aniônico sempre deve ser calculado; seu aumento quase sempre indica acido metabólica.

Em caso de acidose metabólica, calcular a variação da diferença (delta gap) para identificar alcalose metabólica concomitante e usar a fórmula de Winters para determinar se a compensação respiratória está adequada ou se reflete um 2º desequilíbrio ácido-base (PCO₂ prevista = 1,5 (HCO₃ − ) + 8 ± 2; se a PCO₂ estiver mais elevada, significa acidose respiratória concomitante — se estiver mais baixa, alcalose respiratória).

A acidose respiratória é sugerida por uma PCO₂> 40 mmHg; o HCO₃ − deve compensar aumentando de 3 a 4 mEq/L (3 a 4 mmol/L) para cada 10 mmHg de elevação da PCO₂ sustentada por 4 a 12 horas [pode não ocorrer aumento ou elevação de apenas 1 a 2 mEq/L, que aumenta lentamente até 3 a 4 mEq/L (3 a 4 mmol/L) ao longo de dias].