A insuficiência respiratória (IR) é uma deterioração, com risco de morte, da função de troca gasosa do pulmão. Ela existe quando a troca de oxigênio por dióxido de carbono nos pulmões não pode se compatibilizar com a velocidade de consumo de oxigênio e de produção de dióxido de carbono pelas células do organismo. A IR pode ser classificada, quanto à velocidade de instalação, em aguda ou crônica. Na aguda, a rápida deterioração da função respiratória leva ao surgimento de manifestações clínicas mais intensas, e as alterações gasométricas do equilíbrio ácido-base, alcalose ou acidose respiratória, são comuns. Quando as alterações das trocas gasosas se instalam de maneira progressiva ao longo de meses ou anos, estaremos diante de casos de IR crônica. Este estudo objetivou descrever os mecanismos fisiopatológicos, sinais e sintomas, além do tratamento e da assistência de enfermagem ao portador da IR. Como recurso metodológico foi utilizado uma revisão de literatura, realizada no período de maio a junho de 2012 nas bases de dados da Biblioteca Virtual em Saúde (BDENF, LILACS, MEDLINE e SciELO). Na fisiopatologia da IR se destaca alguns mecanismos: Hipoventilação (quando a PaO2 está acima de 50 mmHg); anormalidades na difusão (causando hipóxia cerebral em pacientes extremamente graves); desequilíbrio ventilação-perfusão (principal causa de hipóxia arterial); derivações da direita para a esquerda (quando há comunicações anormais entre os pulmões e ou pela perfusão de unidades anatômicas não ventiladas); e hipercapnia (excesso de dióxido de carbono na corrente sanguínea). Alguns dos sinais e sintomas mais sugestivos da IR são: cianose em extremidades, angústia, agitação, manifestações neurológicas, arritmias, dispnéia, apatia, fadiga, dores torácicas, letargia, entre outros. O diagnóstico baseia-se na história clínica, exame físico detalhado e exames complementares. O tratamento e a assistência de enfermagem da IR devem ser individualizados, cujo objetivo é corrigir a causa subjacente e restaurar as trocas gasosas adequada do pulmão, podendo utilizar métodos farmacológicos, cirúrgicos, ventilação mecânica invasiva ou não invasiva. Por fim, destaca-se que a assistência de enfermagem é de suma importância para o acompanhamento, avaliação e tratamento do portador de insuficiência respiratória, levando em consideração, na hora da implementação dos cuidados, as suas necessidades psicobiológicas, psicossociais, psicoespirituais e de segurança.