人體內的所有細胞都需要氧氣，缺少氧氣，細胞就要死亡。空氣中的氧氣是怎么進入細胞主要有兩個過程，一個是肺泡內的氧氣進入到血液中與含二價鐵的血紅蛋白相結合，成為“碳氧血紅蛋白”，這個過程叫做外呼吸過程。另一個是碳氧血紅蛋白隨著血液循環到各個組織后，又可將氧放出交給細胞中的含有三價鐵的細胞色素素氧化酶，細胞才能利用氧氣，這個過程叫做內呼吸過程。

一些有毒氣體可以阻斷外呼吸的過程，另一些有毒氣體可以阻斷內呼吸過程，使得細胞不能得到氧氣，這些有毒的氣體，叫窒息性氣體。在生產過程，常見的窒息性氣體有兩大類：一類是單純性窒息性氣體，如甲烷、二氧化碳和氮氣等氣體；另一類是化學性窒息性氣體，如一氧化碳、硫化氫及氰化氫等。

單純性窒息性氣體，本身無毒或者毒性甚微。例如氮氣，是無色、無毒、無味的氣體，本身無毒，但如作業環境中氮氣濃度增高，其含量大于84%時，會使氧氣濃度降低，導致人因缺氧出現窒息癥狀，如頭暈、頭痛、呼吸困難、心跳加快，以至昏迷和死亡。而化學性窒息性氣體，由呼吸過程吸入后，則可與人體內血紅蛋白結合，抑制組織細胞色素氧化酶，影響氧在組織內的傳遞和代謝，導致組織缺氧，引起窒息。例如，硫化氫、氫化物在空氣中濃度過高時，吸入后可使人呼吸停止，在極短時間內死亡。