血液中碳酸酐酶迅速分解碳酸成CO2 和水，CO2 氣體分壓在血標本中很易測定；和血CO2 含量直接呈正比，因此，PCO2 用作代表全身酸的濃度.全身堿濃度可直接測定HCO -3 濃度決定.血漿重碳酸鹽和CO2 濃度以及pH化學上彼此關系以Henderson-Hasselbalch方程式表示：
pH=6.1 logHCO -/3 0.03XPCO2
⒍1是對碳酸pKa（酸離解常數的負對數）和0.03與CO2 溶解在血漿中的量PCO2 相關.雖然床邊應用有些困難和麻煩，但該方程式代表非常重要的相互關系.據推測HCO -3 與溶解CO2 比而非它們實際濃度決定血pH.該緩沖系統具有生理學重要性，因為肺和腎兩者通過矯正這一比率調節pH.PCO2 可以通過呼吸分鐘通氣量改變而迅速改變，而血漿HCO -3 可以經腎臟調節其排泄而改變.
臨床酸-堿代謝紊亂經典上依據HCO -3 /CO2 緩沖系統區分.HCO -3 升高或下降分別稱為代謝性堿中毒或酸中毒.PCO2 升高或下降分別稱為呼吸性酸中毒或堿中毒.單純性酸-堿紊亂包括原發性改變和預期代償.例如，代謝性酸中毒，原發性下降在血漿HCO -3 濃度，繼發性下降（由于呼吸性代償)是PCO2 濃度.表12-8示4種單純性酸-堿中毒的原發改變和預期代償.