重症呼吸不全は呼吸機能の障害，すなわち酸素化や換気が障害され，呼吸機能が著しく損なわれた状態を指す。原因は様々あり，感染，胸部外傷，他の臓器障害からの二次性などがある。重症呼吸不全の中には急性呼吸窮迫症候群 Acute Respiratory Distress Syndrome（ARDS）が含まれる。酸素投与でも酸素化が保持できない場合は侵襲的人工呼吸管理や非侵襲的人工呼吸管理を行う。侵襲的人工呼吸管理でも酸素化や換気が維持できない場合は膜型人工肺 veno-venous　Extracorporeal Membrane Oxygenation（V-V ECMO）を行うことがある。