代谢性酸中毒是指细胞外液H⁺增加和（或）HCO₃⁻丢失而引起的以血浆HCO₃⁻原发性减少为特征的酸碱平衡紊乱类型。机体在发生代谢性酸中毒时，会启动一系列代偿反应来尽可能维持内环境的酸碱平衡，主要包括以下几个方面：

首先是血液的缓冲作用。当代谢性酸中毒发生时，血液中增多的H⁺可迅速与HCO₃⁻结合，使HCO₃⁻不断被消耗。同时，H⁺也会与其他缓冲碱如HPO₄²⁻等结合，生成弱酸，从而缓冲过多的H⁺，使血液pH值不至于急剧下降。

呼吸代偿是较为迅速且重要的代偿方式。血液中H⁺浓度升高会刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器，反射性地引起呼吸中枢兴奋，使呼吸加深加快。呼吸加深加快可以使CO₂排出增多，从而降低血中H₂CO₃的浓度，使HCO₃⁻/H₂CO₃的比值接近正常，维持pH值相对稳定。一般来说，代谢性酸中毒发生数分钟后呼吸代偿就开始，12 - 24小时达到高峰。

肾脏的代偿作用也十分关键。在代谢性酸中毒时，肾小管上皮细胞中的碳酸酐酶和谷氨酰胺酶活性增强。碳酸酐酶促使CO₂和H₂O生成H₂CO₃，然后解离出H⁺，H⁺通过肾小管上皮细胞分泌到小管液中，与小管液中的Na⁺进行交换，换回的Na⁺与HCO₃⁻结合成NaHCO₃重吸收入血，起到保碱作用。同时，谷氨酰胺酶活性增强，使谷氨酰胺分解产生NH₃，NH₃分泌到小管液中与H⁺结合形成NH₄⁺，并以铵盐的形式排出体外，进一步促进H⁺的排出和HCO₃⁻的重吸收。肾脏的代偿作用起效较慢，一般在酸中毒持续数小时后开始，3 - 5天达到最大效应。

此外，细胞内液的缓冲也会参与其中。细胞外液中增多的H⁺会进入细胞内，与细胞内的缓冲物质如蛋白质等结合，同时细胞内的K⁺会移出细胞外，以维持电荷