體外膜肺氧合其原理是將體內的靜脈血引出體外，經過特殊材質人工心肺旁路氧合后注入病人動脈或靜脈系統，起到部分心肺替代作用，維持人體臟器組織氧合血供。需要用體外膜肺氧合的患者一般病情都很危重，例如急性呼吸窘迫綜合征患者、心肌炎患者，其血氧飽和度可能為60％-70％，而正常人血氧飽和度一般為血氧飽和度為98%左右。只要葉克膜機器運轉起來，就可以看到患者血氧飽和度和心臟狀態得到較明顯好轉。