Niedotlenienie niewydolności oddechowej występuje, gdy nie ma wystarczającej ilości tlenu do funkcjonowania tkanek organizmu. Może to być wynikiem niskiego poziomu tlenu we krwi, nieefektywnego dopływu krwi do tkanek lub substancji toksycznej, która uniemożliwia komórkom wykorzystanie dostarczanego tlenu. Osoba dotknięta chorobą może wyglądać na zdezorientowaną i senną oraz wykazywać trudności w oddychaniu z szybkimi, płytkimi oddechami. Paznokcie i usta mogą wydawać się niebieskie. Nagła niewydolność oddechowa jest stanem zagrażającym życiu, który należy traktować jako nagły wypadek.
Kiedy ciśnienie tlenu we krwi jest zbyt niskie, nazywa się to hipoksemią. Może to prowadzić do niedotlenienia tkanek organizmu, co jest stanem znanym jako niedotlenienie. Hipoksemia i wynikająca z niej hipoksja może wystąpić na wysokości, w powiązaniu z chorobami płuc, takimi jak zapalenie płuc, lub w chorobach serca, które uniemożliwiają przepływ krwi z płuc. Może również wynikać z braku mechanicznego działania oddychania, spowodowanego niedrożnością płuc lub zmęczeniem mięśni oddechowych.
W przypadkach, gdy hipoksyjna niewydolność oddechowa jest nagła lub ostra, pacjenci są zazwyczaj przyjmowani do szpitala tak szybko, jak to możliwe. Przewlekła niewydolność oddechowa, która pojawia się z czasem w chorobach takich jak rozedma płuc, jest częściej leczona tlenem w domu. Ostre przypadki mogą wymagać sztucznej wentylacji z rurką dostarczającą tlen wprowadzoną do dróg oddechowych. Urządzenie wentylacyjne może być użyte, jeśli ważne jest, aby odpocząć mięśnie oddechowe.
Astma jest częstą przyczyną niedotlenienia niewydolności oddechowej, a ciężki atak może być śmiertelny. Choroba składa się z epizodów kaszlu i świszczącego oddechu, którym towarzyszy ucisk w klatce piersiowej wynikający ze zwężenia dróg oddechowych. Chociaż prawdziwa przyczyna jest nieznana, rozpoznano wiele wyzwalaczy, w tym zimne powietrze i niektóre leki, takie jak aspiryna. Leczenie polega na podawaniu tlenu, leków na astmę w formie do oddychania oraz sterydów. Często pacjenci, ich rodziny lub opiekunowie nie doceniają powagi ataku i uważa się, że wielu zgonom można zapobiec.
Niekiedy niedotleniona niewydolność oddechowa wynika z niedostatecznego dopływu krwi do tkanek. Na przykład podczas tak zwanej zastoinowej niewydolności serca, kiedy krew nie jest skutecznie pompowana w organizmie, ważne narządy, w tym mózg, mogą być pozbawione tlenu i uszkodzone. Ponieważ stan ma tendencję do stopniowego pogarszania się, leczenie należy rozpocząć na długo, zanim stan stanie się zagrażający życiu. Może obejmować zmiany stylu życia, leki i ewentualnie przeszczep serca.
Cyjanek jest substancją, która uniemożliwia komórkom wykorzystanie tlenu, prowadząc do hipoksji niewydolności oddechowej. Powstaje podczas spalania plastiku lub gumy i może zostać wdychany lub przypadkowo połknięty, ponieważ występuje w niektórych roślinach i rozpuszczalnikach. Na szczęście istnieją antidotum na cyjanek, które można podać, a jeśli trucizna została skonsumowana stosunkowo niedawno, można przepompować żołądek, aby ją wypłukać.