COPD早期,動脈血氣分析顯示輕或中度低氧血症,無高碳酸血症。隨著病情進展,低氧血症更為嚴重並出現高碳酸血症。出現高碳酸血症時,FEV1 常低于1L。急性加重期動脈血氣異常加重,活動和睡眠期亦可加重。功能殘氣量和殘氣量增加,肺活量減低。
健康人紅細胞生成與PaO2 相應,但COPD病人的反應不一致。例如,在海平面,COPD病人PaO2 >55mmHg時,很少出現有臨床意義的紅細胞增多症。
穩定期慢性支氣管炎病人的痰為粘液性.在加重期,痰通常變成膿性,中性粒細胞增多。革蘭氏染色常顯示混合細菌,常見革蘭氏陽性雙球菌(肺炎鏈球菌的特征)和多形細小的革蘭氏陰性桿菌(流感嗜血桿菌的特征)。這些是痰培養最常見的病原菌。還可發現其他口咽共棲菌叢如卡他莫拉菌,偶可引起急性加重。住院病人痰革蘭氏染色和培養可顯示革蘭氏陰性桿菌,或偶有金黃色葡萄球菌。