急一氧化碳中毒往往發生在寒冷季節的夜間和清晨。在通風不良的環境中使用柴火、蜂窩煤、木炭取暖，或者吃炭火鍋，將燃氣熱水安裝在閉的浴室中，睡在車窗閉、開著空調的車，以及火災現場等都容易導致一氧化碳中毒。一旦發現自己或他人出現一氧化碳中毒的癥狀，往往已經來不及進行有效的自救。因此，在發現周圍有人中毒時，應立即呼120急救電話，打開門窗通風，將患者移離中毒環境，到空氣充足的地方，并解開患者的領口，保持呼吸道通暢。如果患者嘔吐，要清除口腔和鼻腔的污，并注意保暖。患者應保持安靜休息，避免活，以減輕心肺負擔和氧氣消耗量。同時，要盡快檢查患者的呼吸、脈搏、等況，決定是否進行心肺復蘇等急理。此外，還要注意關閉煤氣管道、燃氣灶和熱水閥門，熄滅炭火等，避免使用易產生火星的品。
臨床上，一氧化碳中毒的嚴重程度主要通過患者的碳氧紅蛋白含量進行分級。碳氧紅蛋白含量在10%至20%之間，被判定為輕度中毒。患者會出現頭暈、頭痛、眼花和全乏力等癥狀。有冠心病史的患者可能會再次出現心絞痛。如果患者能夠及時離開中毒環境，吸新鮮空氣或進行氧療，癥狀通常會迅速減輕或消失。碳氧紅蛋白含量在20%至40%之間，被判定為中度中毒。患者除了輕度中毒的癥狀外，還可能出現呼吸困難、脈速、多汗、煩躁、視不清、運失調、嗜睡、淺昏迷等癥狀。口黏可能呈櫻桃紅，瞳孔對反和角反遲鈍。通過采取有效措施，中度中毒的患者基本可以治愈，很留下后癥。碳氧紅蛋白含量超過40%時，被判定為重度中毒。患者會迅速進昏迷狀態，出現呼吸抑制、肺水腫、心律失常、心力衰竭、各種反消失、脈細弱，呼吸不規則，下降，甚至可能出現高熱。在這種況下，生命垂危，死亡率較高。即使幸存，也可能留下嚴重的后癥。
一氧化碳中毒的診斷主要依靠碳氧紅蛋白的含量。一氧化碳中毒導致腦組織缺氧的基本原因是腦管痙攣。腦管痙攣會導致腦組織廣泛缺、出、水腫和腫脹。嚴重的管痙攣可能導致腦栓形，進而導致腦梗死和白質髓鞘。然而，影像學并不是一氧化碳中毒的特征表現，需要專業醫生的判斷。急一氧化碳中毒的最主要治療方法是高氧，最好在發病6小時進行。高氧利用更多的氧分子將病態的碳氧紅蛋白中的紅蛋白“搶過來”，重新形正常的氧合紅蛋白，從而糾正細胞缺氧的狀態。一氧化碳中毒患者需要連續進行10-14天的高氧治療，如果幾次治療后患者覺沒有問題，就可以中斷治療。延誤治療可能導致遲發腦病的發生。遲發腦病是指一氧化碳中毒患者在急中毒癥狀恢復后數天或數周再次出現以急癡呆為主的一組神經神癥狀。因此，一氧化碳中毒患者應該按照醫生的建議盡早接持續高氧治療，以盡量避免發生遲發腦病。