在通常情况下巴比妥类药物中毒会导致二氧化碳潴留的情况，引发二氧化碳潴留的因素是因为患者出现了继发性二氧化碳分压升高，这时还会造成呼吸性酸中毒，是由于呼吸障碍而引起二氧化碳排出受阻，而导致的呼吸性酸中毒。
这种情况是因为巴比妥类药物造成了呼吸中枢的抑制，在呼吸中枢抑制的时候，患者出现呼吸节律调节障碍，会变成浅慢呼吸，而浅慢呼吸的时候就会引起二氧化碳排出障碍，这时会引起二氧化碳的潴留，患者会因为巴比妥类药物的副作用，而导致上述症状的逐渐加重。
如果巴比妥类药物中毒没有经过及时的解毒和解救，随着病程的延长，患者还会造成呼吸停止、呼吸衰竭。