Вентиляционная (гиперкапническая) дыхательная недостаточность обусловлена первичным уменьшением эффективной лёгочной вентиляции (альвеолярная гиповентиляция), что нарушает выведение СО2 и нередко приводит к серьёзным нарушениям кислотно-основного состояния. При этом уровень гиперкапнии прямо пропорционален степени уменьшения альвеолярной вентиляции.
Кардинальным признаком вентиляционной ДН является гиперкапния (повышение РaCO2 ≥45 мм рт.ст.), гипоксемия также присутствует, но она обычно хорошо поддаётся терапии кислородом. Вентиляционная ДН может развиваться вследствие нарушений функции "дыхательной помпы" или дыхательного центра.