Ugljični dioksid u krvi nusproizvod je metabolizma, u kojem se kisik udahnut iz zraka i isporučen krvlju u tjelesna tkiva koristi za razgradnju hranjivih tvari poput šećera i masti za dobivanje energije. Ovaj proces, poznat kao stanično ili aerobno disanje, objašnjava kako se energija u obliku kalorija iz hrane pretvara u adenozin trifosfat (ATP), koji prenosi tu energiju i čini je dostupnom za korištenje u stanicama, koje zatim oslobađaju ugljični dioksid. natrag u krvotok kao otpadni proizvod. Prekomjerne ili neadekvatne razine ugljičnog dioksida u krvi, poznate kao hiperkapnija i hipokapnija, mogu ukazivati na probleme s funkcijom pluća ili bubrega ili na neravnotežu elektrolita.
Nalazi se u venama, krvnim žilama koje vraćaju deoksigeniranu i krv bogatu ugljičnim dioksidom u srce i pluća, ugljični dioksid (CO₂) se uglavnom pohranjuje kao bikarbonat (HCO₃). Bikarbonat je alkalna tvar koja pomaže tijelu u održavanju pH razine, odnosno ravnoteže između kiseline i lužine. Krvni test ugljičnog dioksida može odrediti količinu bikarbonata u krvotoku. Normalne razine ugljičnog dioksida u krvi padaju između 20 i 29 mEq/L (miliekvivalentno po litri); razine koje su previsoke ili preniske mogu ukazivati na zadržavanje tekućine, a time i na neravnotežu elektrolita, funkciju koju održavaju bubrezi, ili na poremećaj normalne funkcije pluća.
Hiperkapnija, ili prekomjerna količina ugljičnog dioksida u krvi, može biti privremeno uzrokovana povraćanjem, kada je razina tjelesne tekućine preniska ili kronično zbog bolesti bubrega poput Cushingovog sindroma. Cushing, koji je hormonski poremećaj, može uzrokovati prekomjerno mokrenje i posljedično nisku razinu kalija i CO₂. Isto tako, hipokapnija je stanje neadekvatne količine ugljičnog dioksida u krvi osobe. Također ga mogu uzrokovati bolesti bubrega poput Addisonove bolesti. Neravnoteža elektrolita uzrokovana proljevom ili stanjem poput acidoze, nakupljanja kiseline u krvi i drugim tjelesnim tekućinama, također može dovesti do hipokapnije.
Privremena ili kronična stanja pluća također mogu dovesti do promjena razine ugljičnog dioksida u krvi. Hiper ili hipoventilacija može promijeniti brzinu oslobađanja ugljičnog dioksida iz pluća i time izazvati hipokapniju ili hiperkapniju u krvotoku. Aktivnosti poput ronjenja u kojima sudionici udišu prethodno izdahnuti zrak također mogu promijeniti razine CO₂. Bolesti pluća koje rezultiraju poremećajem disanja također mogu poremetiti normalne količine ugljičnog dioksida u krvi.