Ⅰ型呼吸衰竭的诊断标准，是依据海平面呼吸空气20.9%的氧气下，动脉氧分压≤60mmHg，也就是8kpa，动脉二氧化碳分压正常或低于正常，没有二氧化碳潴留，就可以诊断患者是Ⅰ型呼吸衰竭。

当患者接受氧疗，其动脉氧分压可能超过60mmHg，此时也需考虑患者是否为Ⅰ型呼吸衰竭。通常可以依据动脉氧分压和吸入氧浓度百分比的比值，即氧合指数，进行诊断。正常数值应＞500mmHg。当氧合指数≤300mmHg，患者属于急性呼吸衰竭中Ⅰ型呼吸衰竭。

临床患者接受氧疗，动脉氧分压并没有≤60mmHg，常误以为患者没有Ⅰ型呼吸衰竭。殊不知随着吸氧浓度的增高，患者的动脉氧分压也应该随之升高。也有一些患者在接受氧疗的情况下，心跳快、血压高、呼吸频率快，但血氧饱和度、动脉氧分压，可以维持在相对正常的水平。此时需要结合原发病，如果原发病有导致Ⅰ型呼衰的因素，同样要分析判断。