呼吸衰竭导致昏迷的原因有以下几个方面：
首先，存在严重低氧血症的呼吸衰竭，即1型呼吸衰竭。此时因严重缺氧对中枢神经细胞造成不可逆性的损伤，随着时间的延长，病人出现昏迷。
此外，如果是存在‖型呼吸衰竭，即二氧化碳潴留程度逐渐地升高，血液里二氧化碳也会影响脑神经细胞的代谢，抑制大脑皮层的活动，患者出现肺性脑病从而出现昏迷。故呼吸衰竭导致昏迷主要还是因为严重的缺氧和或二氧化碳潴留、酸中毒等，共同导致中枢神经细胞的损伤和功能异常引起昏迷。
还有部分呼吸衰竭患者有可能是原发疾病，特别是重症肺炎，机体产生大量的炎性介质以及代谢产物，导致了中毒性脑病，亦可以诱发或加重昏迷。