Karbon dioksida dalam darah adalah produk sampingan dari metabolisme, di mana oksigen yang dihirup dari udara dan dikirim oleh darah ke jaringan tubuh digunakan untuk memecah nutrisi seperti gula dan lemak untuk energi. Proses ini, yang dikenal sebagai respirasi seluler atau aerobik, menjelaskan bagaimana energi dalam bentuk kalori dari makanan diubah menjadi adenosin trifosfat (ATP), yang mengangkut energi itu dan membuatnya tersedia untuk digunakan oleh sel, yang kemudian melepaskan karbon dioksida. kembali ke aliran darah sebagai produk limbah. Tingkat karbon dioksida yang berlebihan atau tidak memadai dalam darah, yang masing-masing dikenal sebagai hiperkapnia dan hipokapnia, dapat menjadi indikasi masalah dengan fungsi paru-paru atau ginjal atau ketidakseimbangan elektrolit.
Ditemukan di vena, pembuluh darah yang mengembalikan darah terdeoksigenasi dan kaya karbon dioksida ke jantung dan paru-paru, karbon dioksida (CO₂) disimpan sebagian besar sebagai bikarbonat (HCO). Bikarbonat adalah zat alkali yang membantu tubuh untuk mempertahankan tingkat pH, atau keseimbangan antara asam dan basa. Tes darah karbon dioksida dapat menentukan jumlah bikarbonat dalam aliran darah. Tingkat normal karbon dioksida dalam darah turun antara 20 dan 29 mEq/L (miliekivalen per liter); kadar yang terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat menunjukkan retensi cairan dan karena itu ketidakseimbangan elektrolit, fungsi yang dipertahankan oleh ginjal, atau gangguan fungsi paru normal.
Hiperkapnia, atau karbon dioksida yang berlebihan dalam darah, dapat disebabkan sementara oleh muntah, ketika tingkat cairan tubuh terlalu rendah, atau kronis oleh penyakit ginjal seperti sindrom Cushing. Cushing, yang merupakan gangguan hormon, dapat menyebabkan buang air kecil yang berlebihan dan selanjutnya kadar kalium dan CO₂ yang rendah. Demikian juga, hipokapnia adalah keadaan kekurangan karbon dioksida dalam darah seseorang. Bisa juga disebabkan oleh penyakit ginjal seperti penyakit Addison. Ketidakseimbangan elektrolit yang disebabkan oleh diare atau kondisi seperti asidosis, penumpukan asam dalam darah dan cairan tubuh lainnya, juga dapat menyebabkan hipokapnia.
Kondisi paru-paru sementara atau kronis juga dapat menyebabkan perubahan kadar karbon dioksida dalam darah. Hiper atau hipoventilasi dapat mengubah kecepatan pelepasan karbon dioksida dari paru-paru dan dengan demikian menyebabkan hipokapnia atau hiperkapnia dalam aliran darah. Kegiatan seperti scuba diving, di mana peserta menghirup udara yang sebelumnya dihembuskan juga dapat mengubah tingkat CO₂. Penyakit paru-paru yang mengakibatkan gangguan pernapasan juga dapat mengganggu jumlah normal karbon dioksida dalam darah.