為了幫助病人維持肺功能，以及保持有足夠的氧氣轉輸至身體其他器官，在沒有其他辦法下醫生會替病人接駁「人工肺」。它模擬人體的循環系統，整個組合包括了一個人工心臟、氧合器（人工肺）、氣體混合器、加熱器、動靜脈導管及生理指數監視器等。此技術是從病人身上，把體內大循環的靜脈血液引流至體外密閉的矽膜或微孔膜氧合器內，以代替病人的肺部把氧氣溶入血內，同時帶離血中的二氧化碳，再經溫度調節後送回病人的大動脈內。由於整個氣體交換過程於體外進行，人工肺可暫時代替人體肺部功能，減少對呼吸器的需求，讓肺部得以休息恢復。它亦可同時改善血液循環，減少心臟的工作量，從而可降低強心劑的用量，讓心臟也有適當休息恢復機會。

人工肺同時亦適用於需在體外循環支持下而進行的開心手術，如心臟冠狀動脈繞道手術、心臟瓣膜置換術、先天性小兒心臟矯正手術等。但部分情況下並不適宜使用「人工肺」，包括因頭頸部外傷導致顱內出血的七十二小時內、腦部缺氧、晚期癌症患者、慢性阻塞性肺疾病患者、患有後天免疫不良症候群的，或出現多重器官衰竭，存活機會較微的患者。