Elle est due à la forte affinité du monoxyde de carbone pour l’hémoglobine, environ 200 fois supérieure à celle de l’oxygène. Il y a alors formation de carboxyhémoglobine et hypoxie avec des lésions du système nerveux central, organe le plus sensible au monoxyde de carbone, et du myocarde.
L’hypoxie est mal tolérée chez le sujet âgé, l’insuffisant respiratoire ou l’animal ayant eu des troubles cérébraux.
Le monoxyde de carbone peut également passer la barrière placentaire et se fixer à l’hémoglobine fœtale. Le taux de carboxyhémoglobine chez le fœtus est souvent supérieur à celui de la mère ; il existe donc un risque certain pour le fœtus lors d’intoxication sévère de la mère.
Les doses toxiques sont données en fonction de la fraction de monoxyde de carbone dans l’air :

• 0,01% : sans danger si l’exposition n’est pas continue
• 0,1% : intoxication grave possible
• 0,2% : mort en quelques minutes