二氧化碳浓度在一定的范围里可以刺激延髓的呼吸中枢使呼吸加深加快。当浓度到达一定程度时，其对延髓呼吸中枢的作用由兴奋作用变为抑制作用，也就是常见的二氧化碳麻醉。

二氧化碳体积分数1%时，表现为气闷、头晕、心悸；体积分数4%至5%时表现为气喘、头痛、眩晕；体积分数10%表现为神志不清、呼吸停止致死亡。