发生肺栓塞时由于血栓阻塞了肺动脉，导致部分肺泡没有血液供应，肺脏出现局部或者大面积的无效通气，不能进行有效的血氧和二氧化碳交换。
在出现血氧浓度下降的同时，病人会出现呼吸困难、过度通气，导致二氧化碳排出增多，二氧化碳分压也有所下降，患者会出现低碳酸血症，所以一旦诊断为肺栓塞，需要尽快行溶栓治疗或肺动脉取栓治疗，以改善患者的预后。