低钾血症导致呼吸衰竭主要与钾离子缺乏影响神经肌肉功能及酸碱平衡有关。低钾血症可能由钾摄入不足、钾丢失过多、钾分布异常等因素引起，严重时可导致呼吸肌麻痹和代谢性碱中毒，进而诱发呼吸衰竭。
钾离子是维持神经肌肉兴奋性的关键电解质。低钾血症时细胞内外钾浓度差增大，静息电位负值增加，导致动作电位形成障碍。呼吸肌尤其是膈肌对低钾敏感，当血钾低于2.5mmol/L时可能出现肌无力，低于2.0mmol/L时可发生呼吸肌麻痹。同时低钾会抑制颈动脉体化学感受器功能，降低机体对缺氧的通气反应。
低钾血症常伴随代谢性碱中毒，这会促使血红蛋白氧解离曲线左移，降低组织氧利用率。碱中毒还会抑制中枢化学感受器，进一步减弱呼吸驱动。长期使用利尿剂或胃肠液大量丢失的患者，可能同时存在低氯性碱中毒，这种复合型酸碱紊乱会显著加重呼吸抑制。
慢性肾脏疾病患者因醛固酮分泌异常更易发生顽固性低钾。某些遗传性疾病如Gitelman综合征也会导致肾性失钾。这类患者出现呼吸衰竭时往往需要同时纠正多种电解质紊乱。临床处理时需注意补钾速度，避免血钾快速升高引发心律失常。
对于存在慢性阻塞性肺疾病等基础肺病的患者，低钾诱发的呼吸肌无力会加重通气功能障碍。这类患者应定期监测血钾水平，尤其在使用β受体激动剂或糖皮质激素治疗时。建议日常饮食中适量增加香蕉、橙子、菠菜等富钾食物，但肾功能不全者需在医生指导下控制钾摄入。
