代谢性酸中毒的机体调节机制，机体发生代谢性酸中毒时，前面所提到的一整套调节机构将发挥代偿调节作用。如能保持pH值在正常范围内则称代偿性代谢性酸中毒，pH值低于正常下限则为失代偿性代谢性酸中毒。
1.细胞外液缓冲酸中毒时细胞外液[H+升高，立即引起缓冲化学反应。以缓冲碱中HCO3-这一数量最多的为例，反应如下：
H+＋HCO3-→H2CO3→H2O＋CO2↑
CO2通过呼吸加强而排出，HCO3-减少。
2.呼吸代偿 [H+升高时，剌激延脑呼吸中枢、颈动脉体和主动脉体化学感受器，引起呼吸加深加快，肺泡通气量加大，排出更多CO2.
3.细胞外离子交换H+进入细胞，K+出至细胞外。H+离子在细胞内与缓冲物质Pr-、HPO4=、Hb-等结合而被缓冲。H+亦能与骨内阳离子交换而缓冲。
4.肾脏代偿代谢性酸中毒非因肾脏功能障碍引起者，可由肾脏代偿。肾脏排酸的三种形式均加强。
（1）排H+增加，HCO3-重吸收加强：酸中毒时肾小管上皮细胞的碳酸酐酶活性增高，生成H+及HCO3-增多，H+分泌入管腔，换回Na+与HCO3-相伴而重吸收。显然这是一种排酸保碱过程。
（2）NH4+排出增多：酸中毒时肾小管上皮细胞产生NH3增多，可能是产NH3的底物如谷氨酰胺此时易于进入线粒体进行代谢的缘故。NH3弥散入管腔与H+结合生成NH4+，再结合阴离子从尿排出。这是肾脏排H+的主要方式，故代偿作用大。此过程伴有NaHCO3重吸收的增多。
（3）可滴定酸排出增加：酸中毒时肾小管上皮细胞H+分泌增多，能形成更多的酸性磷酸盐。
Na2HPO4+H+→NH2PO4＋Na+（排出）（伴HCO3-重吸收）
Na2HPO4多带一个H+排出，同时也有碳酸氢钠重吸收的增加。Na2HPO4即是可滴定其量的酸性物质。
失代偿性代谢性酸中毒时反映酸碱平衡的指标变化如下：
pH↓ CO2C.P. ↓
S.B. ↓B.B.↓
A.B.↓B.E.负值增大
A.G.未测定负离子增多者A.G.增加
未测定负离子不增者B.G.不增加