急性呼吸衰竭的诊断主要依据血气分析等指标。一般来说，在海平面、静息状态、呼吸空气的情况下，动脉血氧分压（PaO₂）<60mmHg，或伴有动脉血二氧化碳分压（PaCO₂）>50mmHg，即可诊断为急性呼吸衰竭。
血气分析指标依据
动脉血氧分压： 正常情况下，动脉血氧分压约为80~100mmHg。当PaO₂<60mmHg时，就提示存在低氧血症，可能是急性呼吸衰竭的表现之一。动脉血二氧化碳分压： 正常动脉血二氧化碳分压约为35~45mmHg，若PaCO₂>50mmHg，往往意味着存在二氧化碳潴留，这也是急性呼吸衰竭的重要指标。
临床表现相关表现
呼吸困难： 患者会明显感觉到呼吸费力，呼吸频率可能会增快，比如原本呼吸频率在16~20次/分，此时可能会加快到20次/分以上，严重时还可能出现鼻翼扇动等情况。发绀： 口唇、甲床等部位会出现青紫现象，这是因为血液中还原血红蛋白增多导致的，是急性呼吸衰竭常见的表现之一。
病因相关排查依据
肺部疾病相关： 像重症肺炎、大面积肺栓塞等肺部疾病都可能引发急性呼吸衰竭。例如重症肺炎时，肺部炎症会影响气体交换，导致氧合障碍和二氧化碳排出受阻。中枢神经系统相关： 脑血管意外、颅脑外伤等中枢神经系统疾病也可能导致急性呼吸衰竭。因为中枢神经系统病变会影响呼吸中枢的功能，从而影响呼吸节律和深度。