中毒性窒息是毒物作用使血红蛋白变性或功能障碍，或细胞内氧化酶功能降低、消失，或改变细胞膜的通透性，引起红细胞对氧的运输能力降低及组织细胞对氧的摄取和利用障碍，使呼吸肌、呼吸中枢功能发生障碍而产生的窒息。

作用机制有：①影响氧的供给，见于空气中含有超量的某些气体使氧含量降低或含有有毒气体，如氮气、甲烷、乙烷、二氧化碳、氯气、光气、氮氧化物、二硫化碳等，如处于火场中心浓烟包围中；②影响血液摄取或运输氧的功能，如一氧化碳、一氧化氮、苯的氨基或硝基化合物和亚硝酸盐等，这些物质或妨碍血红蛋白与氧的结合，或阻碍血红蛋白向组织细胞释放所携带的氧而造成窒息；③影响氧的利用，如氰化物或硫化氢中毒，毒物作用于呼吸酶，使细胞生物氧化过程发生障碍，此时血液中虽不缺氧，但细胞不能利用氧造成细胞内窒息。