一氧化碳中毒死亡过程的痛苦程度因人而异，一般越早进入昏迷状态、对缺氧更敏感者，痛苦的主观体验时间越短，主要取决于中毒速度、浓度及个体耐受性，其本质是缺氧引发的多器官功能衰竭，但意识丧失的节点会明显影响主观感受。
在急性高浓度暴露场景中，如密闭空间内燃气泄漏，一氧化碳会迅速与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，导致血液携氧能力骤降。此时患者可能在数分钟内出现意识模糊、抽搐，甚至直接陷入昏迷，因中枢神经系统在缺氧早期即受抑制，痛觉感知会快速消失，死亡过程可能无明显痛苦。
若中毒进展较慢，如通风不良环境中长时间接触低浓度一氧化碳，患者会经历更复杂的主观体验。早期可能出现头痛、眩晕、恶心等不适，随着血氧浓度持续下降，意识逐渐混乱，可能伴随烦躁、视觉异常等濒死感。但当碳氧血红蛋白浓度超过50%时，患者会进入深昏迷状态，反射消失，最终因呼吸循环衰竭死亡，此时痛苦感知已因意识丧失而终止。
特殊人群的耐受性会进一步影响痛苦程度。儿童因器官发育未完善，对缺氧更敏感，中毒进展可能更快；老年人因器官功能衰退，耐受性较差，痛苦可能更明显；而患有心血管疾病等基础疾病者，缺氧对心脏的损害会加剧，死亡过程可能更迅速。
