Các thành phần khí máu gồm: oxy, CO2, thăng bằng kiềm toan. Oxy là khí rất cần thiết để duy trì sự sống, thiếu oxy quá 4-6 phút sẽ dẫn đến thoái hóa glucose yếm khí, cơ thể nhiễm toan acid lactic, tổn thương không phục hồi não và các cơ quan trọng. CO2 là sản phẩm của hô hấp tế bào, được khuyếch tán vào dịch kẽ rồi vào máu đến phổi bằng tuần hoàn tĩnh mạch. Trong suy hô hấp, có sự thay đổi các thành phần khí máu như pH, PaCO2, PaO2, các chỉ số này thay đổi nhiều hay ít phụ thuộc vào mức độ nặng nhẹ của cơn khó thở. Thăm dò các thông số khí máu cho phép chúng ta xác định được mức độ suy hô hấp, mức độ rối loạn thăng bằng kiềm toan trên những bệnh nhân suy tim do nhiều nguyên nhân như tổn thương van tim, tổn thương cơ tim do thiếu máu, sau phẫu thuật thay van và các bệnh lý khác.