急性一氧化碳中毒的主要機制是由于一氧化碳（CO）與血紅蛋白結合形成碳氧血紅蛋白，這種化合物比氧氣和血紅蛋白形成的氧合血紅蛋白穩(wěn)定得多。具體來說，一氧化碳與血紅蛋白的親和力大約是氧氣的200到300倍，這意味著即使環(huán)境中的一氧化碳濃度很低，它也能迅速取代氧氣結合在血紅蛋白上。

當大量的血紅蛋白被碳氧血紅蛋白占據時，血液輸送氧氣的能力大大降低，導致組織缺氧。此外，一氧化碳還能直接損害線粒體功能，干擾細胞內的能量代謝過程，進一步加重了組織的損傷。這些效應共同作用下，可以引起頭痛、惡心、意識模糊等癥狀，在嚴重的情況下可能導致昏迷甚至死亡。

治療急性一氧化碳中毒的關鍵是盡快脫離污染環(huán)境，并給予高濃度氧氣吸入以加速碳氧血紅蛋白的解離和排出體外。在某些情況下，可能還需要采用高壓氧艙治療來更有效地提高血液中的溶解氧量，促進恢復。