呼吸衰竭可引起多系统的功能紊乱，比如对神经系统来说，轻度缺氧可出现注意力不集中、智力减退，重度缺氧时可导致烦躁不安、惊厥、昏迷等。据研究，呼吸衰竭患者约有30%会出现神经系统相关的症状表现。
对心血管系统的影响
心脏节律改变： 呼吸衰竭时，机体缺氧会使心脏的电活动不稳定，可能导致心律失常，像早搏、心动过速等较为常见。血压变化： 早期可能出现血压升高的情况，但随着病情进展，严重缺氧、二氧化碳潴留会使血压下降，甚至出现休克。
对呼吸系统的进一步影响
呼吸肌疲劳加重： 呼吸衰竭时，呼吸肌需要更用力地工作来维持气体交换，长时间如此会导致呼吸肌疲劳，使呼吸更困难。气道分泌物增多： 呼吸衰竭常伴有肺部炎症等情况，会刺激气道分泌更多黏液，加重气道阻塞，影响通气功能。
对消化系统的影响
胃肠黏膜损伤： 缺氧和二氧化碳潴留可引起胃肠黏膜缺血、缺氧，导致黏膜糜烂、溃疡，出现上消化道出血等情况，有研究显示约10% - 20%的呼吸衰竭患者会并发消化道出血。肝功能异常： 缺氧会影响肝脏的代谢功能，可能导致转氨酶升高等肝功能异常表现。
对泌尿系统的影响
肾功能损害： 呼吸衰竭时，机体处于缺氧和酸中毒状态，肾血管收缩，肾血流量减少，可引起肾功能不全，出现少尿、蛋白尿等，严重时可导致肾衰竭。电解质紊乱相关影响： 呼吸衰竭患者常伴有电解质紊乱，如低钠、低钾等，进一步影响泌尿系统的正常功能，并且加重病情的复杂程度。