Öndunarbilun er almennt heiti þess þegar öndunarfæri hafa ekki getu til að viðhalda nægilegum loftskiptum í lungunum. Próf á blóðgösum eru notuð til þess að ganga úr skugga um hvort um er að ræða öndunarbilun.
Hjá ungbörnum með öndunarbilun er um að ræða þrengingu í lungaæðum. Þetta takmarkar blóðflæðið frá hjarta til lungna og táknar að þegar blóð sem inniheldur lítið magn af súrefni berst aftur til hjartans er það flutt fram hjá lungunum um rásir frá fósturskeiði og flæðir aftur inn í líkamann.
Mörg ungbörn með öndunarbilun eru með óreglulegan lungnasjúkdóm (sporadic lung disease) sem táknar að loftstreymið (og því súrefnismettunin) er gott í sumum svæðum lungna en síðra eða skortir alveg í öðrum svæðum.
Við innöndun tvínituroxíðs slaknar á þrengdum æðum þannig að blóðflæði eykst frá hjarta til lungna og það magn blóðs sem fer út úr lungunum minnkar. Blóðflæðið eykst í þeim svæðum lungnanna þar sem loftstreymið er mest og þar sem bestu lofttegundaskiptin geta átt sér stað.