机械通气对生理功能的影响可分为两方面，一是减少机体的呼吸功，改善通气和换气；二是影响其他器官的功能对机体产生不利影响。
一、呼吸系统的影响
1．气道阻力 机械通气过程使气道保持正压，因此，扩张支气管，管腔内径增加，气道阻力降低，呼吸道保持通畅，但也可能因引起支气管痉挛而导致气道阻力增加。
2．肺顺应性 机械通气过程中，由于经肺压梯度增加，使肺泡扩张，通气量增加。同时表面张力亦因肺泡扩张而增加。尤其以PEEP模式做机械呼吸时，功能残气量增加，肺间质水肿消退，均有利于改善肺弹性和提高肺顺应性。
3．呼吸功和氧耗量 呼吸功能不全时，由于呼吸频数、呼吸费力、辅助呼吸肌参与，因此，呼吸功增加，氧耗量明显增多，加重组织缺氧。采用机械通气，如调节适当，则呼吸肌得到休息，因气道阻力降低和顺应性改善，故呼吸功明显降低，氧耗量也明显降低，有利于呼吸肌疲劳或衰竭的恢复。
4．肺通气量 机械通气过程中，借助正压吸气，通过调整潮气量和呼吸频率而改善肺通气。
5．吸入气肺内分布 机械通气过程中，吸入气体在肺内分布与自发呼吸时不同，因卧位吸气时，膈移位受腹内压影响较大，因此，肺下垂区吸入气体分布较自发呼吸时少，此时，机械通气时，吸入气的分布亦受气道阻力、肺组织弹性以及潮气量、吸入时间和吸气流速等多种因素的影响。例如，当局部小气道有炎性分泌物、堵塞或痉挛使肺通气量减低时，若增加潮气量和吸入气流经小气道时产生湍流，因此，加剧吸入气在肺内分布不均匀，此外，当肺泡弹性阻力或气道阻力增加时则需要提高吸气压力或延长吸气时间才能改善通气和吸入气在肺内的均匀分布。
6．通气和血流 机械通气过程中，肺泡通气量增加，吸入气体在肺内分布亦不均匀；另一方面，由于缺氧和二氧化碳潴留的缓解，使肺局部血流灌注亦得以改善。但正压通气扩张传导气道使静脉回流减少，并因肺血流较少的肺尖比例相应增加，因此，死腔／潮气量可能由0．20～0．40增高到0．40～0．60，且使肺部静－动脉分流由2%～5%增至10%。
二、对循环系统影响
1．静脉回流和心排血量 自发呼吸时吸气过程胸内负压增加，外周中心静脉压差增加，静脉血从外周回流至右心。呼气时胸内负压虽降低，但仍保持一定的外周与中心静脉压差。机械通气过程中胸内压和跨膈压升高，使心血管功能发生变化，吸气过程胸内正压，呼气时胸内负压亦减低或接近0，因此，胸内平均压为正值，故静脉血回流明显减少；又因机械呼吸时胸内正压对心脏的压迫作用，导致右心室顺应性减低，因此，右心室舒张末血容量明显降低，右心排出量亦相对降低。肺循环血流量亦与肺循环压力和肺泡压相互影响，机械通气过程中，肺泡压和肺泡容量明显增加，因此，肺循环阻力相应增高，导致右心室后负荷增高。机械通气过程中，前述因素导致左心室前负荷降低，左心室充盈减少。另一方面左心室充盈压降低，室间隔左移，左心室顺应性减低，左心室排血量明显减低，若病人同时存在外周循环衰竭，或血容量不足，使机体的代偿功能进一步降低，则可能发生严重低血压和休克。
2．血压 机械通气过程中，由于外周静脉血回心血量减少和心排血量下降，因此，在正压通气的早期即可见血压下降，但在正常情况下，较短时间内机体通过血压加压受体和交感神经反射的调节，使外周静脉回心血量得以维持，血压得以恢复。正压呼吸时若吸气正压过高，持续时间过长，必然导致明显心排血量减低，出现严重低血压和休克，通气过度亦可因产生呼吸性碱中毒，使外周血管张力降低，出现低血压。
3．氧运输 机械通气过程中，由于改变肺通气和换气功能，使动脉血氧含量增加，因此，外周组织供氧得以改善，缺氧得以纠正，但运输到外周组织的氧供应，受动脉血氧含量和心排血量两方面因素的影响。若机械通气使用不当，如正压过大、通气过度等，使心排血量降低，则虽动脉血氧含量有所提高，但因心排血量反而降低，氧运输量未能增加，外周组织缺氧仍可能得不到改善，尤其在呼气末正压（PEEP）通气方式做机械通气治疗时，易出现此种情况，应注意检测和调节。
三、胃肠道和肝
机械通气时，病人可能因咽下大量气体，更因机械通气反射性抑制胃肠蠕动，以致胃肠道充气和腹胀严重，影响消化吸收功能。亦可见因应激引起胃液分泌增多，导致应激性溃疡和消化道出血。不适当的机械通气→下腔静脉淤血→胃肠静脉充血→门脉高压；对肝可引起肝功能损害和肝肿胀。
四、肾
可出现肾功能障碍，尿量减少，发生水、钠潴留，而钾排出增多，导致低钾血症。其发生可能是正压呼吸时心排血量降低，肾血流量和肾小球滤过率相应降低，另一方面则通过肾神经内分泌功能，导致抗利尿激素、醛固酮和肾素的释放。
五、中枢神经系统
1．正压通气使肺泡过度扩张，通过牵引感受器反射性地抑制自主呼吸，故呼吸衰竭病人建立机械通气后，往往能使原已减弱的自主呼吸停止，而需借助呼吸机调节呼吸。
2．正压通气时，若发生外周血回流障碍，则导致颅内血液回流障碍，出现颅内压增高。
3．机械通气过程中，过度通气导致呼吸性碱中毒，可引起脑血管痉挛和脑血流减少，发生眩晕和晕厥，相反，通气不足导致呼吸性酸中毒，则可引起脑血管扩张和脑血流增多，发生颅内高压和脑水肿，因此，需注意观察和及时调整。
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