体外循环技术最常用于辅助心脏手术的实施，然而，心肺支持技术也可以在重症监护病房中较长时间使用，这种长时间支持技术称为“体外膜肺氧合”，是目前生命支持的顶级技术。

在ECMO治疗期间，患者需全身抗凝，血液由患者自身的血管系统引至体外，在机械泵的驱动下在体外循环，然后回输至患者体内。血液在体外流经氧合器和加热装置。在氧合器中，血红蛋白充分氧合，而二氧化碳则被清除。氧合由血液流速决定，而通过调节流经氧合器的反向气流可以控制二氧化碳的清除。ECMO的并发症主要为出血及血栓栓塞，置管并发症及肝素诱导的血小板减少症。