Гиперкапни́я (др.-греч. ὑπερ- — чрезмерно; καπνός — дым) — состояние, вызванное избыточным количеством CO₂ в крови; отравление углекислым газом. Является частным случаем гипоксии. Противоположность гипокапнии, чрезмерному снижению CO₂.

При концентрации СО₂ в воздухе более 5 % его вдыхание вызывает симптомы, указывающие на отравление организма: головная боль, тошнота, частое поверхностное дыхание, усиленное потоотделение и даже потеря сознания. Гиперкапния может возникнуть в следующих случаях:

• При пользовании неисправных дыхательных аппаратов замкнутого цикла (ребризёров).
• В плохо вентилируемых барокамерах, где содержат группу людей.
• При забивке баллонов акваланга.
• При использовании компрессора с плохими фильтрами в душном непроветриваемом помещении.
• При плавании с очень длинной дыхательной трубкой: при выдохе в такой трубке остаётся старый воздух с повышенным содержанием СО₂, и пловец вдыхает его в следующем дыхательном цикле.
• При задержках дыхания под водой. Многие подводники стараются экономить воздух и задерживают выдох. Это и приводит к отравлению СО₂, отчего начинаются головные боли.
• В результате аллергических реакций организма.
• При проведении опытов с большими объёмами сухого льда в замкнутых помещениях.

Лечение производится чистым кислородом, но ни в коем случае не при повышенном давлении — пропорционально парциальным давлениям газов гемоглобин не будет успевать освобождаться от кислорода и захватывать углекислый газ. Повышенное давление кислорода — тоже причина гиперкапнии.

Для контроля гиперкапнии и гипокапнии в медицине используют капнограф — анализатор содержания углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Углекислый газ обладает большой диффузионной способностью, поэтому в выдыхаемом воздухе его содержится практически столько же, сколько в крови, и величина парциального давления CO₂ в конце выдоха является важным показателем жизнедеятельности организма.