采集動脈血樣做血氣分析能提供的信息：
肺氣體交換后的氧合情況。
二氧化碳（CO2）通過呼吸的排出情況。
細胞外液（ECF）的酸堿平衡情況。
氧合
正常健康人在靜息時氧耗量為4 毫升/公斤/分鐘。運動時，一般健康人的氧耗量可增加10倍，奧林匹克運動員可增加到20倍。
所消耗的氧氣被人體用于碳水化合物和脂肪的有氧代謝，終產物為水（H2O）和二氧化碳（CO2）。
當氧合不能滿足組織代謝需要時，稱之為缺氧。
缺氧時，有氧代謝受阻，無氧代謝終產物為乳酸。
酸，氫離子，和pH值
酸是氫離子（H+）供體。反之，堿是氫離子（H+）受體。
1毫摩爾（mmol）的堿喪失等同于1毫摩爾（mmol）酸增加，反之亦然。
溶液的酸度或堿度用pH值表示。
溶液的pH值等于該溶液中氫離子濃度的負對數：pH = - log [H+]。因此，氫離子濃度越高，溶液pH值越低。反之亦然。
動脈血pH值正常情況下保持在7.40（波動范圍7.35到7.45）。當動脈血pH值低于7.35時，就說明血液呈酸性，這種情況稱之為酸中毒。當動脈血pH值高于7.45時，說明血液呈堿性，這種情況稱之為堿中毒。
作為氫離子（H+）供源的二氧化碳及其清除
每天經有氧代謝產生的二氧化碳可達15,000—20,000毫摩爾（mmol）。二氧化碳被認為是一種“揮發性酸”，因為根據以下方程式，它能可逆性地和水結合，產生強酸性的氫離子及弱堿性的碳酸氫根離子（HCO3-）：
通常經以上途徑產生的二氧化碳經由肺呼吸清除，體內無氫離子剩余。
當呼吸和二氧化碳清除不足時，潴留的二氧化碳將使上述方程式（1）向右移動，產生更多的強酸性氫離子。其結果是動脈血變得更酸性（pH低于正常值范圍），這種情況稱為呼吸性酸中毒。
過度通氣時，過多的二氧化碳被排出，上述方程式（1）向左移動，氫離子濃度下降。其結果是動脈血變得更堿性（pH高于正常值范圍），這種情況稱為呼吸性堿中毒。
氫離子的其它來源
食物蛋白代謝產生“非揮發性”鹽酸和硫酸，從食物中攝取的磷酸鹽代謝產生磷酸。正常情況下，經這種來源的氫離子大約為1毫摩爾/公斤體重/天。
每天來源于非揮發性酸的氫離子可能通過其它途徑增加。如：
無氧代謝的終產物乳酸。
脂肪酸的不完全氧化。
腹瀉時經胃腸道丟失堿（1毫摩爾堿丟失等同于得到1毫摩爾的酸）。
攝入酸性物（如氯化胺）。
高營養時。
每天來源于非揮發性酸的氫離子可能通過一些其它途徑減少。如：
因嘔吐或胃抽吸使胃分泌物中的鹽酸丟失。
食物中攝取的蔬菜和水果經代謝后產生堿（1毫摩爾的堿獲得相當于1毫摩爾的酸丟失）。
腎臟排出氫離子和碳酸氫根離子
腎臟在酸堿平衡中起關鍵作用。當體內氫離子負荷高于正常范圍時，它排出氫離子，回吸收碳酸氫根離子；當體內氫離子負荷低于正常范圍時，它排出碳酸氫根離子，回吸收氫離子。
當腎臟排出氫離子，回吸收碳酸氫根離子的能力仍不足以清除體內氫離子的負荷時，氫離子的濃度就高于正常范圍，碳酸氫根離子低于正常范圍，動脈血pH變得更酸，這種情況稱之為代謝性酸中毒。
當氫離子負荷太低，腎臟保留氫離子、排出碳酸氫根離子的能力仍不足以維持體內氫離子濃度于正常范圍時，動脈血pH變得更堿，這種情況稱之為代謝性堿中毒。
酸堿平衡失調的代償
呼吸性酸中毒時，腎通過排出氫離子，回吸收碳酸氫根離子來代償pH下降。結果是pH朝正常值的方向升高，碳酸氫根離子濃度上升高于正常范圍。腎臟對呼吸性酸中毒的代償（也稱為代謝性代償）是一個緩慢的過程，代償在幾個小時之內不明顯，需要4天才能完成。即便4天以后，代償也是不完全的，pH永遠也不可能被完全糾正到正常范圍。
呼吸性堿中毒時，腎通過保留氫離子，排出碳酸氫根離子來代償pH上升。結果是pH朝正常值的方向降低，碳酸氫根離子濃度下降低于正常范圍。同樣，腎臟對呼吸性堿中毒的代償也是一個緩慢的過程， pH不能完全恢復到正常范圍。
代謝性酸中毒時，通過對延髓中樞化學感受器（氫離子感受器）以及頸動脈和主動脈體外周化學感受器的刺激，肺通氣增加，因此二氧化碳分壓低于正常，使方程式（1）左移，氫離子濃度降低。這種呼吸的代償促使偏酸性的pH向著正常值的方向增加，但仍然不是完全代償。呼吸系統對代謝性酸中毒的反應為過度通氣，該代償反應很快發生且代償程度可以預測。因此，單純的代謝性酸中毒很少見，除了以下兩種情況：ICU中使用固定分鐘通氣量進行機械通氣的病人，或者極度衰弱的病人呼吸肌無力和增加的呼吸負荷相適應。
呼吸對代謝性堿中毒的反應是通氣不足，二氧化碳高于正常。呼吸系統對代謝性堿中毒的代償差異很大，不可預測。一個清醒、保持自主呼吸的病人不太可能為代償代謝性堿中毒而發生低肺通氣，使二氧化碳分壓超過55mmHg。
解釋動脈血氣分析結果的方法
第一步 核對動脈血氣分析結果的來源，確認該結果屬于你將要分析的病人。核對報告單上的姓名及編號與病人其它地方記錄的相應內容是否一致。如果將其它病人的血氣分析結果誤用于你想要分析的病人會帶來很多麻煩，后果嚴重時需承擔法律責任。
第二步 復習病人的臨床情況及做血氣分析的適應征，這將有助于你集中注意力。
第三步 如果有以前的血氣分析結果，應進行比較。在醫療實踐中，檢查結果的連續性和檢查結果的變化同樣重要。
第四步 核對在采血樣時病人有無吸氧，如有吸氧應標明吸入氧濃度。
第五步 看氧分壓值（PO2）確認有無缺氧。
第六部 根據pH值確定是否存在酸中毒或堿中毒。
第七步 看二氧化碳分壓PCO2和標準碳酸氫鹽濃度[sHCO3-]或堿剩余（BE），確定該酸堿平衡失調源于呼吸性因素還是代謝性因素。
第八步 結合 pH, PCO2, 和 BE / [sHCO3-] 值，確定是否有代償機制起作用。 （注意： 當呼吸或腎臟代償機制被啟動糾正酸堿平衡紊亂時，pH不能完全恢復到正常范圍。)
第九步 在代謝性酸中毒時，查看血清電解質檢查結果，確定陰離子隙。
第十步 再次檢查病人，觀察其臨床表現是否和動脈血氣檢查結果一致。