呼吸衰竭在不同人群中有多种表现，成人呼吸衰竭突出表现为呼吸困难，频率增快等；儿童呼吸困难表现更明显，有特殊呼吸方式；发绀因血液还原血红蛋白增多所致，不同人群表现有差异；精神神经症状上轻度有注意力不集中等，重度有烦躁、昏迷等；循环系统早期心率加快、血压升高，严重时心率减慢、血压下降等；其他系统中消化系统可致消化道出血等，泌尿系统可出现肾功能不全等。
一、呼吸困难
成人表现：呼吸衰竭时成人最突出的表现是呼吸费力，可表现为呼吸频率增快，正常成人呼吸频率是12-20次/分钟，呼吸衰竭时可能会超过20次/分钟，严重时可达30-40次/分钟以上，同时可伴有鼻翼扇动、三凹征（胸骨上窝、锁骨上窝、肋间隙在吸气时明显凹陷）等。例如，一些慢性阻塞性肺疾病急性加重导致呼吸衰竭的患者，会明显感觉到吸气和呼气都很困难。
儿童表现：儿童呼吸衰竭时呼吸困难的表现可能更为明显，婴儿呼吸频率正常为30-40次/分钟，幼儿为25-30次/分钟，学龄儿童为20-25次/分钟，呼吸衰竭时呼吸频率会显著增快，还可能出现点头呼吸等特殊的呼吸困难表现，这是因为儿童的呼吸肌发育相对不完善，呼吸衰竭时机体为了保证气体交换，会采取一些特殊的呼吸方式来代偿。
二、发绀
机制：发绀是由于血液中还原血红蛋白增多所致。当动脉血氧饱和度（SaO）低于90%时，可在口唇、甲床等部位出现发绀。但需要注意的是，发绀的程度与还原血红蛋白含量并不一定完全成正比，例如严重贫血患者，血红蛋白量明显减少，即使有呼吸衰竭，还原血红蛋白增多不明显，也可能不出现发绀；而红细胞增多症患者，即使SaO不是很低，也可能出现发绀。
不同人群表现：对于肤色较深的人群，发绀可能不太容易被察觉，需要仔细观察甲床、口唇黏膜等部位；对于新生儿，由于其皮肤薄嫩，发绀相对更容易观察到，如早产儿呼吸衰竭时可能会较早出现口唇、肢端发绀的情况。
三、精神神经症状
轻型表现：轻度呼吸衰竭时，患者可能出现注意力不集中、定向力障碍等表现。例如一些慢性呼吸衰竭患者在病情较轻时，可能会感觉自己记忆力有所下降，对时间、空间的定向能力减弱，像分不清白天和黑夜，不知道自己身处何处等。
重型表现：严重呼吸衰竭时，可出现烦躁、躁动、谵妄，甚至昏迷等症状。这是因为缺氧和二氧化碳潴留影响了中枢神经系统的功能。比如肺性脑病患者，由于二氧化碳潴留导致颅内压升高，会出现神志不清、昏迷等表现，老年人由于脑动脉硬化等基础疾病，在呼吸衰竭时更容易发生精神神经症状，且病情可能进展更快。儿童呼吸衰竭时精神神经症状也较为常见，如婴幼儿可能表现为嗜睡、拒食等，这是因为儿童的神经系统发育尚未成熟，对缺氧和二氧化碳潴留的耐受能力较差。
四、循环系统表现
早期表现：呼吸衰竭早期，机体为了保证重要脏器的供血，会出现心率加快，血压升高的情况。正常心率成人是60-100次/分钟，儿童心率随年龄不同而有所差异，婴儿正常心率可达110-130次/分钟，幼儿100-120次/分钟，学龄儿童80-120次/分钟，呼吸衰竭早期心率会超出正常范围。
严重表现：严重呼吸衰竭时，可出现心率减慢、血压下降，甚至休克等表现。这是因为缺氧和二氧化碳潴留进一步加重，影响了心肌的功能，导致心输出量减少。例如一些重症肺炎导致呼吸衰竭的患者，可能会出现外周循环衰竭，表现为皮肤苍白、湿冷、尿量减少等，老年人由于心血管储备功能下降，在呼吸衰竭时循环系统的不良表现可能更为突出，更容易出现心功能不全等情况；儿童呼吸衰竭时循环系统受累也较明显，如可能出现心力衰竭的表现，如呼吸急促、肝脏迅速增大等。
五、其他系统表现
消化系统：呼吸衰竭时可引起胃肠道黏膜充血、水肿、糜烂等，导致消化道出血，表现为呕血、黑便等。长期慢性呼吸衰竭的患者还可能出现肝功能异常，如转氨酶升高等。老年人本身胃肠道功能相对较弱，呼吸衰竭时更容易出现消化道的应激性溃疡等病变；儿童呼吸衰竭时消化系统受累可能表现为食欲减退、腹胀等。
泌尿系统：呼吸衰竭时由于缺氧和二氧化碳潴留，肾血管收缩，肾血流量减少，可出现肾功能不全，表现为尿量减少，血肌酐、尿素氮升高等。对于有基础肾脏疾病的患者，呼吸衰竭时更容易诱发肾功能进一步恶化；儿童呼吸衰竭时泌尿系统受累也可出现尿量改变等情况，但由于儿童肾脏代偿能力相对较强，表现可能相对不典型。
