慢性肺心病的患者多有着呼吸系统的慢性基础疾病，以慢性阻塞性肺疾病（慢阻肺）最多见，如老慢支、肺气肿等。当严重慢阻肺的时候，患者吸气时小气道扩张，空气进入肺泡；呼气时管腔却缩小，导致空气滞留在肺泡内，所以就出现了二氧化碳潴留。这就好像给肺脏安装了活瓣一样，空气进来容易但出去难，造成二氧化碳难以排出体外而留在肺里面。久而久之就会出高碳酸血症，严重时甚至出现肺性脑病。肺性脑病是肺心病患者呼吸衰竭时二氧化碳在血液中潴留的典型临床表现。

人体组织器官在代谢过程中产生大量的二氧化碳，经呼气由肺排出。当慢性支气管炎加重、气道阻塞加重，除了吸入氧气足外，二氧化碳滞留在肺泡内并逐渐反流入血液中引起动脉血二氧化碳水平升高，称为高碳酸血症。后者对机体有多方面的危害，除对心脏、肾脏等器官的损害以外，对血压、中枢神经系统影响明显。

高碳酸血症引起大脑血流量增加，细小的血管（毛细血管）透过性增加，血液中水分漏出到血管外，引起脑水肿、脑组织压力升高。患者表现为头痛、头昏、睡眠规律改变，白天多睡、夜间兴奋，也可以躁动、烦躁、精神错乱、胡言乱语等。随着二氧化碳水平升高，脑水肿加重，神经精神症状加重，表现为神志淡漠、肌肉震颤、间歇性地抽搐、昏睡、昏迷。

传统上将上述症状统称为“二氧化碳麻醉”。患者一旦陷入昏迷，呼吸由快变慢、由深变浅，直至呼吸停止，随即心脏停搏而死亡。因此，必须在患者陷入昏迷之前给予有效的救治，包括气管插管、呼吸机辅助通气。这些通常需要在条件成熟的呼吸专科的重症监护病房进行，并要求有特定医护人员完成系统护理与治疗。