通常情况下，一氧化碳中毒会导致脑损伤。一氧化碳中毒以后，其损伤最为严重的主要脏器就是大脑。

因为在短时间之内，人体如果大量吸入了浓度过高的一氧化碳，一氧化碳会迅速入血，并且和血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白。碳氧血红蛋白在人体内容易结合，难以解离，而且结合力是氧气的240倍，所以会造成低氧血症。氧分压过低，患者会出现主要脏器的供氧不足，尤其是大脑。

脑细胞在缺氧的情况下会导致脑损伤，患者会有明显的头晕、头痛、颅内压增高，甚至意识不清、意识障碍等脑损伤的症状，需要积极进行高压氧舱治疗。