Como foi possível verificar pelo mecanismo de toxicidade, são diversas as moléculas com que o monóxido de carbono interage.

Resumindo, este interage com:

• Hemoglobina - levando à produção de carboxihemoglobina;

• Mioglobina - CO liga-se ao heme da mioglobina, havendo assim diminuição da concentração de oxigénio disponível para a fosforilação oxidativa nas mitocôndrias;

• Citocromo C oxidase e Citocromo P450 - liga-se a estes, levando à inibição da respiração celular;

• Canais iónicos - afeta os canais de potássio dependentes de cálcio e a cadeia respiratória;

• Guanilato ciclase - gerando uma maior produção de cGMP, que leva à inibição da apoptose das células musculares lisas;

• NO sintetase - aumento da produção e libertação de NO conduzindo a hipotensão, morte celular e ativação do sistema imunológico;

• Xantina oxidase - interage com a xantina desidrogenase levando à  formação de xantina oxigenase;

• Processo inflamatório - CO inibe a expressão de LPS, TNF alfa, interleucinas a e b. Inibe também a libertação de histamina pelos mastócitos e impede a ativação dos basófilos, levando assim à inibição da proliferação da apoptose celular.