呼吸衰竭是哮喘发作的最严重的并发症之一。哮喘重度发作时，气道炎症明显，粘膜充血、红肿，支气管收缩和黏痰栓塞，使支气管管腔狭窄，甚至发生阻塞，造成气体进出肺脏困难，这样含氧的新鲜空气难以进入到肺内，机体代谢产生的二氧化碳也无法顺利的排除体外。氧气无法进入肺内，造成缺氧，动脉血变成暗红色，而不像健康人那样呈鲜红色，医学上称为低血氧症，此时病人口唇、皮肤、指甲呈现明显的紫色，标志机体处于缺氧状态。大脑、心脏等重要脏器的严重缺氧可导致功能障碍。

低血氧症通过刺激机体缺氧感受器，加快、加深呼吸，以代偿氧气的不足，呼出气体相应增加，二氧化碳的排出量也随之增多，造成动脉血二氧化碳分压降低。如呼吸困难进一步加重，病人的呼吸肌无力代偿，发生疲劳，变为浅表快弱的呼吸，缺氧更为严重，并出现二氧化碳呼出减少，使机体发生酸中毒，此时患者出现头痛、眼结膜充血水肿、烦躁、嗜睡，严重者昏迷不醒，甚至死亡。因此，对危重症哮喘发作应及时加强监护，及时处理，以避免严重并发症的发生。