一氧化碳(CO)是无色，无臭，无味的气体，比重0.967，在自然界极稳定，不易自行分解，也不易被氧化，对神经系统有剧毒作用。
引起CO中毒的病因非常明确，是由含碳物质在燃烧不充分时产生的CO被人体吸入所致，散发的患者最常见于室内点燃煤炉或煤气燃气热水器，而门窗密闭通风不良，或阴天下雨气压低，大风吹进烟囱，CO气体逆流于室内，造成室内浓度升高，引起中毒，近十几年来，CO中毒的散发病例由以前的城市多发，而转向城乡结合部和农村，由于生活水平的提高，土坯房改建成砖瓦房或别墅楼，而供热设施相对滞后，仍以煤炉取暖为主或安装土暖气，由于不注意通风，造成的CO中毒患者逐年增多，使用煤气热水器不当，引起中毒者也非鲜见。
CO一旦进入体内，迅速与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白(HbCO)，CO与血红蛋白的结合能力是氧的300倍，但解离速度却比氧慢3600倍，极易使血红蛋白失去携氧能力，造成组织缺氧，另外，CO还可以与还原型细胞色素氧化酶的2价铁结合，更加重了组织缺氧，由于脑组织对缺氧的耐受能力最差，最先受累的是脑组织，其次是心脏。
急性CO中毒24h死亡者，血液和内脏呈樱桃红色，组织器官充血，有大小不等的出血灶，脑组织缺氧后，最先受累的是脑内血管迅速麻痹扩张，脑组织无氧酵解增加，发生脑组织水肿，以细胞水肿为主，脑内酸性代谢产物堆积，血-脑脊液屏障破坏，血管通透性增加，又可引起间质性脑水肿，重症患者出现血管内皮细胞肿胀，出血，小血管血栓形成，脑皮质可出现与表面平行的带状坏死如白线状，称之为分层坏死，有时呈弥漫性或局域性，有时可见苍白球坏死或形成囊腔。
镜下可见，大脑皮质有弥漫性神经细胞局部缺血性改变，常在第3层明显，更为典型的改变为分层状神经细胞消失，低倍镜下可见较长的白色带状病灶，有时肉眼仔细观察同样可以见到，称为假性分层坏死(pseudolaminarn ecrosis)，大脑深部白质纤维为脱髓鞘改变，可聚成片，髓鞘肿胀断裂呈球状，轴突亦有弯曲，断裂和破坏等，一般认为，额叶，颞叶受损相对较重，其次是基底核，苍白球，纹状体，小脑齿状核及丘脑，迟发性脑病时，以脑白质广泛脱髓鞘病变为主，髓鞘肿胀，断裂或消失，轴突弯曲，断裂破坏，引起此种改变的机制多为缺氧的直接作用及由于神经细胞变性而引起的继发性变性，小血管尤以小静脉内皮细胞肿胀变性引起血流迟缓或血栓形成，也是引起髓鞘脱失的病理基础。
国外病理学研究证实，急性CO中毒后迟发性脑病的主要病理变化为大脑白质的广泛髓鞘脱失，与变态反应性脑脊髓炎相似，但后者较重，国内病理报告较常见的是两侧苍白球对称性软化灶，其次是大脑皮质第2，3层及表层白质发生灶性或板层状变性坏死，大脑白质可见广泛脱髓鞘变性，以额叶或顶叶最显著，病程长时可见脑萎缩。
另外在工业生产中，如钢铁，水泥，建材化工等生产过程中产生的废气的吸入，也是造成CO中毒的原因之一。
