Nastavení ven z komponenty respirační funkce, tj. ventilace, distribuce, difúze, krevní oběh, dýchací mechanika a regulace dýchání, patogenní mechanismy vedoucí k respirační selhání jsou diskutovány. V každém případě, vitální kapacita je snížena o 4 faktory, tj. ztráta větrané plicního parenchymu, snížená compliance plic, hrudníku nebo oba, obstrukce dýchacích cest, nedostatečné dýchání proudění vzduchu. Až na několik výjimek lze tyto změny připsat dvěma obecným skupinám obstrukčních a omezujících poruch ventilace. Zásadní pro pochopení obstrukce dýchacích cest z hlediska mechanické ventilace je závislost ráže dýchacích cest na objemu plic, hrudním tlaku a průtoku bronchiálního plynu. Funkční diferenciace omezujících poruch mezi formy s retrakce plic(fibróza, jizvení) a s plicní fettering (pleurální ztluštění) je důležité pro adekvátní korekci komplikací během intenzivní péče fáze. Respirační selhání je důsledkem těchto změn, které obvykle brání výměně plicních plynů. Hypoxémie vede ve většině situací narušením poměru ventilace/perfúze, zejména zvýšením anatomického nebo funkčního posunování plic zprava doleva. Porucha difúze nebo alveolární hypoventilace jsou mnohem méně často vedoucími mechanismy hypoxémie. Diferenciální diagnostika těchto hypoxémií mechanismů je obecně arteriální analýzu krevních plynů v klidovém stavu dýchání vzduchu a 100% kyslíku, a během cvičení. Respirační selhání často vede k hypertenzi v menším oběhu. Plicní arteriální hypertenze musí být rozdělena na aktivní, pasivní a zvýšenou forem, z nichž pouze aktivní složkou je důležité pro hodnocení plicní nedostatečnost, protože pouze tento druh zvýšeného tlaku v plicním oběhu je spojena s zvýšené cévní rezistence v důsledku thoracopulmonary onemocnění. O obnovení normoxických podmínek, funkční varianta aktivní plicní hypertenze může být účinně zlepšit tím, korekce respirační onemocnění, nebo přímo působením kyslíku a mechanické větrání. Konečně, poruchy přepravu plynu v krvi může mít zásadní vliv na respirační selhání, ale jsou často přehlíženy v diagnostických a terapeutických úvah. Posunutí křivky disociace kyslíku doleva může zvýšením kyslíkové afinity hemoglobinu způsobit nedostatek kyslíku v periferní tkáni, zatímco pravé posunutí brání okysličení hemoglobinu v plicích. Korekce acidózy a zvýšené tělesné teploty se tak může stát důležitým faktorem při léčbě respiračního selhání.