En los bebés con insuficiencia respiratoria hipóxica, los vasos sanguíneos pulmonares están contraídos limitando el flujo de sangre desde el corazón hasta los pulmones ("llamado hipertensión pulmonar”).
Se caracteriza por la persistencia de los cortocircuitos de sangre poco oxigenada de derecha a izquierda por medio del ductus arterioso y formanen oval, lo que determina que el flujo vascular pulmonar se mantiene muy bajo. Esta situación ocasiona hipoxemia severa y mantenida en el recién nacido.
En la insuficiencia respiratoria hipóxica pueden existir zonas del pulmón con buen flujo de aire y otras zonas con poco o nada. En las zonas de buen flujo de aire el intercambio de gases se realiza fácilmente- la sangre toma el oxígeno del aire inhalado y descarga el dióxido de carbono que será espirado. En las zonas donde no hay flujo de aire o este es muy pobre, el intercambio de gases no es óptimo y la sangre pasa a través de los pulmones sin tomar el oxígeno y sin descargar el dióxido de carbono. El óxido nítrico es un gas suministrado a los pulmones causando un aumento local en el flujo de sangre en las áreas del pulmón donde el flujo de aire es el mejor y donde puede ocurrir el mejor intercambio de gases posible.