Ipercapnia è generalmente causata da ipoventilazione, malattie polmonari, diminuzione dello stato di coscienza. Può anche essere causata da annegamento, o dall'esposizione ad ambienti contenenti concentrazioni anormalmente elevate di anidride carbonica (di solito per attività vulcaniche o geotermiche) o sue esalazioni. Può anche essere un effetto iniziale dovuto alla somministrazione troppo elevata di ossigeno in pazienti affetti da apnee notturne. In questa situazione, l'ipercapnia può anche essere accompagnata da acidosi respiratoria. L'iperventilazione ansiosa (sindrome da iperventilazione) causa ipocapnia e può portare, passando per uno stadio fugace di ipercapnia riflessa, ad uno stato di alcalosi respiratoria.