不同種類(lèi)窒息性氣體的致病機(jī)制不同，但其主要致病環(huán)節(jié)都是引起機(jī)體組織細(xì)胞缺氧。正常情況下，空氣中的氧經(jīng)呼吸道吸入到達(dá)肺泡，經(jīng)過(guò)血?dú)饨粨Q進(jìn)入血液，與紅細(xì)胞中的Hb結(jié)合形成氧合血紅蛋白(HbO₂),再經(jīng)血液循環(huán)輸送至全身各組織器官，與組織中的氣體交換進(jìn)入細(xì)胞。在細(xì)胞內(nèi)各種呼吸酶的作用下，參與糖、蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生能量,并生成二氧化碳和水，以維持機(jī)體的生理活動(dòng)。

上述過(guò)程中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)被窒息性氣體阻斷，都會(huì)引起機(jī)體缺氧窒息。

一氧化碳可以與氧氣競(jìng)爭(zhēng)血紅蛋白上的結(jié)合位點(diǎn)，形成碳氧血紅蛋白（HbCO)，使血液運(yùn)輸氧氣的能力下降，導(dǎo)致組織細(xì)胞缺氧。

硫化氫進(jìn)入機(jī)體后的作用是多方面的。主要是硫化氫與細(xì)胞色素氧化酶中的Fe“結(jié)合,抑制細(xì)胞呼吸酶的活性，導(dǎo)致組織細(xì)胞缺氧；硫化氫還可與谷胱甘肽（glutathione,GSH）的巰基（—SH）結(jié)合，使CSH 失活，加重組織細(xì)胞缺氧;另外，高濃度硫化氫可通過(guò)對(duì)嗅神經(jīng)、呼吸道黏膜神經(jīng)及頸動(dòng)脈竇和主動(dòng)脈體的化學(xué)感受器的強(qiáng)烈刺激，導(dǎo)致呼吸麻痹，甚至猝死。

氰化氫進(jìn)入機(jī)體后，氰離子（CN-）直接作用于細(xì)胞色素氧化酶，使其失去傳遞電子能力，導(dǎo)致細(xì)胞不能攝取和利用氧，引起細(xì)胞內(nèi)窒息。

甲烷本身對(duì)機(jī)體無(wú)明顯毒性，其造成的組織細(xì)胞缺氧，是由于吸入氣中氧的比例和濃度降低所致的缺氧性窒息。