新生兒的存活主要依賴胎兒心肺系統對宮外生活的突然適應，某些新生兒由于各種原因使圍生期正常胎兒-新生兒肺循環轉變過程的發生中斷，出生時肺血管阻力（pulmonary vascular resistance，PVR）持續性上升，導致嚴重呼吸窘迫、缺氧，表現為新生兒呼吸衰竭（neonatal respiratory failure），新生兒呼吸衰竭通常以嚴重缺氧和持續性肺動脈高壓為主要特征，故又稱缺氧性呼吸衰竭（hypoxemic respiratory failure）或新生兒持續性肺動脈高壓（persistent pulmonary hypertension of the newborn，PPHN）。新生兒呼吸衰竭常表現為嚴重青紫，而無心內畸形，一般吸氧不能改善且死亡率高，存活者日后可能出現慢性肺部疾病、神經系統發育障礙、聽力損害和腦損傷等后遺癥。

新生兒呼吸衰竭發生率為（1～2）/1000例新生兒，是新生兒ICU的主要臨床問題，為足月兒和近足月兒疾病的主要死亡原因。這些嚴重呼吸衰竭的新生兒中近1/3為足月兒或近足月兒，是潛在的新生兒ECMO適用者。

主要有三種類型：

如原發性肺動脈高壓（PPHN），由于無肌層的肺腺泡內動脈（intracinar arteries）出現異常肌層，以及較大動脈肌層厚度增加，導致肺血管床減少和肺血管阻力上升，導致這種血管重構的機制尚不清楚，但胎兒宮內缺氧可能促使血管重構，缺氧損傷內皮細胞釋放體液生長因子促使血管收縮和血管肌層增生，實驗和部分臨床研究發現胎兒早期接觸非類固醇消炎藥物（NSAIDs）使動脈導管收縮關閉和繼發胎兒過度肺循環與血管改變有關，但并不是所有接觸非類固醇消炎藥物都發生PPHN，可能還與個體生物或基因易感性有關，還有證據提示PPHN發生機制與NO-cGMP，PgI ₂-cAMP和內皮素信號轉導通路受阻有關。

肺發育異常常累及肺泡和肺血管，可以單獨存在或伴發先天性膈疝（congenital diaphragmatic hernia，CDH）、羊水過少綜合征、腎發育不良等。

如胎糞吸入綜合征（meconium aspiration syndrome，MAS）、呼吸窘迫綜合征和感染等，缺氧和酸中毒引起的肺血管強烈收縮，導致肺動脈高壓，缺氧誘導神經體液因子釋放，這些因子參與血小板激活、花生四烯酸代謝，抑制內源性NO產生、前列環素、緩激肽生成和血栓素 A ₂/B ₂，白三烯（leukotrienes C ₄/D ₄）釋放等。

是新生兒呼吸衰竭最常見的原因。在美國每年有25 000～30 000例胎糞吸入患兒，約5%發展為胎糞吸入綜合征，死亡人數約1000例。過去認為胎糞吸入多發生在胎兒出生時，現在則認為更多發生在宮內。胎糞吸入可通過多種機制導致肺損傷，如胎糞機械性阻塞氣道、化學性肺炎、補體激活、表面活性物質失活和肺血管收縮。胎糞吸入綜合征表現為肺不張、肺順應性下降和氧合不良。

原發性肺動脈高壓又稱黑肺（black-lung），是第二常見的新生兒呼吸衰竭原因，通常發生在足月兒和近足月兒。尸檢發現這類患者存在肺血管結構重構，如血管壁增厚和平滑肌肥大，甚至平滑肌延伸到肺腺泡內動脈（intracinar arteries）水平，結果出生時肺血管不能有效地擴張，表現為極度缺氧，胸片清晰、高透光度和少量肺血管影，即黑肺。

每2000～4000個活嬰中約有1個發生先天性膈疝，占所有主要先天畸形的8%。由于橫膈發育異常，腹腔臟器通過缺損的橫膈進入胸腔壓迫肺臟導致肺發育不良，約80%發生在左側。嚴重的先天性膈疝常發生在胚胎早期，患側和對側肺臟的氣管、血管發育受阻，肺臟截面可見肺血管和肺泡數量減少。ECMO治療先天性膈疝存活率0～75%不等，越早診斷宮內先天性膈疝，表明其肺臟發育越差，其存活率越低。先天性膈疝存活率高低主要取決于宮內肺臟發育和肺動脈高壓狀況。