代謝性アシドーシスで血中水素イオン濃度が上昇すると、頸動脈小体などの末梢化学受容器が刺激され、呼吸中枢が換気を増加させる。CO2排出を増やすことで炭酸濃度を低下させ、pH低下を部分的に補正する。重度になると呼吸数だけでなく一回換気量が著しく増加し、深く規則的なKussmaul呼吸となる。糖尿病性ケトアシドーシスではインスリン欠乏によりケトン体が蓄積し、乳酸アシドーシスでは組織低灌流や代謝異常、尿毒症では不揮発性酸排泄低下が原因となる。この呼吸は病的酸負荷への重要な代償であり、鎮静などで抑制すると急速にpHが悪化する。

呼吸の深さ、規則性、呼吸数、努力感を観察し、口渇、多尿、体重減少、腹痛、嘔吐、発熱、糖尿病歴、薬剤、腎疾患を確認する。血圧、脈拍、SpO2、意識、脱水、アセトン臭を評価する。血糖、血液ガス、電解質、重炭酸、アニオンギャップ、血中または尿中ケトン、乳酸、腎機能を測定する。代償が適切かは予測PaCO2との比較で判断する。深い呼吸が弱まった場合は改善か呼吸筋疲労かを、pH、PaCO2、意識から判定する。

不安性過換気ではしびれ、動悸、恐怖感が中心で、重度代謝性アシドーシスを欠く。Cheyne–Stokes呼吸は呼吸の漸増・漸減と無呼吸を反復する。Biot呼吸は不規則である。努力呼吸を伴って見えても、Kussmaul呼吸では主な駆動因子は代謝性アシドーシスであり、喘息のような気道狭窄とは異なる。呼吸数が著しく多くなくても、深大呼吸が目立つことがある。