CO中毒的治療目的是儘快避免繼續吸入CO和將CO及早排出血液。
治療的第一步是儘快將病人移至無CO的地方或開啟門窗，吸新鮮空氣;如存在暫時困難，搶救者自己戴上面罩然後立即給病人戴上氧氣面罩，直到將病人移至安全地點。
第二步並且是最重要的步驟為給病人通過鼻導管或面罩(常壓氧療)吸入高濃度氧。將CO排出血液的最快途徑為採用高壓氧艙治療。凡是疑為CO中毒的病人均應儘快進行高壓氧艙治療，最好在中毒後6h內進行。對於有昏迷、心血管疾患或心臟缺血和持續的精神和(或)神經疾患的CO中毒病人，應定期進行高壓氧治療。高壓氧治療可縮短康復時間和減少遲發性腦病的發生。CO中毒遲發腦病，病程在半年內者應用高壓氧治療可能有效，一年內亦應積極爭取。最近一研究表明：高壓氧治療對於妊娠婦女是安全的。
急性CO中毒須與精神病、上呼吸道感染、酗酒、腦血管意外、心臟病、食物中毒、糖尿病酮症酸中毒、低血糖昏迷等疾病鑑別。