肺泡通气血流比例失调有两种基本形式：部分肺泡V/Q比率降低和部分肺泡V/Q比率增高。有效的换气不仅取决于肺泡膜面积与厚度、肺泡总通气量与血流量，还要求肺泡的通气与血流配合协调。肺部疾病时肺的总通气量与总血流量有时可以正常，但通气与血流的分布不均匀以及比例的严重失调(ventilation-perfusion imbalance)却可使患者不能进行有效的换气。这是肺部疾病引起呼吸衰竭最常见的机制。

正常人在静息状态下，肺泡每分通气量(VA)每分约为4L，肺血流量(Q)约为每分5L，二者的比率(VA/Q)约为0.8左右。但是即使在健康人，肺的各部分通气与血流的分布也都不是均匀的。直位时，肺泡的通气量和血流量都是自上而下递增的，而血流量的上下差别更大，其结果是各部肺泡的V/Q比率自上而下递减。在正常青年人VA/Q比率的变动范围自上而下约为0.6～3;随着年龄增大，变动范围扩大。

尽管如此，PaO2和PaCO2最终仍可维持在正常范围。肺部疾病时，若肺泡通气不足与血流量减少发生于同一部位(如肺叶切除、大叶性肺炎灰色肝变期)，其功能可由其余的健肺以适当的比例加强通气与血流来代偿，因而对换气功能影响可以不大。但大多数呼吸系统疾病时肺泡通气和血流量的改变多不相平行配合，使部分肺泡V/Q比率降低或增高，而且VA/Q比率的变动范围也扩大，因而使肺泡通气血流比例严重失调，不能保证有效的换气而导致呼吸衰竭。