一氧化碳中毒的主要表现是由于气体交换过程中的氧合障碍。具体来说，当人体吸入了一氧化碳后，这种有毒气体会与血液中的血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白（COHb）。一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧气高约200-300倍，这意味着即使空气中的一氧化碳浓度很低，它也能迅速占据血红蛋白上的结合位点，从而大大减少了血液运输氧气的能力。因此，尽管肺部的气体交换过程（即氧从肺泡向血液中扩散）在物理上可能没有受到阻碍，但实际上由于大部分血红蛋白被一氧化碳占据而无法有效携带和输送氧气到组织细胞。
这种情况下，虽然肺泡内的氧气分压可能是正常的，但血液中的实际含氧量却显著下降，导致全身各器官尤其是大脑等对缺氧非常敏感的部位出现功能障碍。患者可能会表现出头痛、头晕、恶心、意识模糊等症状，并且随着中毒程度加深，还可能出现昏迷甚至死亡。
所以，一氧化碳中毒主要通过影响血红蛋白与氧气结合的能力，造成气体交换异常中的氧合障碍来表现其毒性作用。
