動脈血ガス分析の臨床的意義は、主に動脈血酸素分圧、動脈血二酸化炭素分圧、動脈血水素イオン濃度を直接測定し、その他の指標を算出することにより、肺ガス交換機能と酸塩基平衡を判定することである。
正常な血液ガスと酸塩基平衡は、体内環境の安定と生体の健康な生存に重要な要素であり、動脈血ガス分析は、動脈血酸素分圧（95~100mmHg）、動脈血二酸化炭素分圧（35~45mmHg）、動脈血水素イオン濃度などを直接測定し、他の指標を算出することで、肺の換気機能と酸塩基平衡の状態を判断することを主な目的としています。
動脈血ガス分析は血液ガス分析装置によって行われ、酸素供給と酸塩基平衡の状態を把握し、臨床医にとって重要な意味を持つ。