Για τις περισσότερες αναλύσεις που διενεργούνται στα πλαίσια ελέγχου της οξεoβασικής ισορροπίας και της ανταλλαγής αερίων στον πνεύμονα και την περιφέρεια, χρησιμοποιείται δείγμα αρτηριακού αίματος.
Το δείγμα παραλαμβάνεται είτε μέσω αρτηριοκεντήσεως με βελόνη ή με τη βοήθεια αρτηριακού καθετήρος. Με τα νήπια και τα μικρά παιδιά εγείρονται προβλήματα αναφορικά με τη λήψη δείγματος του αρτηριακού αίματος. Εναλλακτικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί μέθοδος με την οποία, κατόπιν θερμάνσεως μιας δερματικής περιοχής, διενεργείται "δήγμα", το ρέον αίμα από το οποίο λαμβάνεται με τριχοειδική υάλινο σωληνάριο, θεωρούμενο ως "αρτηριοπηθέν τριχοειδικό αίμα".
Η λήψη του αρτηριακού δείγματος γίνεται, κατά σειρά προτιμήσεως: [α] από την κερκιδική α. (μετά δοκιμασία Allen, για τον έλεγχο υπάρξεως παράπλευρης κυκλοφορίας), [β] από τη βραχιόνιο και, [γ] από τη μηριαία α., με ηπαρισμένη σύρριγγα (0.05 ml νατριούχου ηπαρίνης / ml). Μεγαλύτερη ποσότητα ηπαρίνης προκαλεί ψευδή αύξηση της ΡaCO2 (και μείωση του pH), ενώ επηρεάζει και την τιμή της ΡaO2, ανάλογα με τη σχέση πιέσεων Ο2 στο αίμα και το διάλυμα της ηπαρίνης.
Μεταφέρεται εμβαπτισμένο σε πάγο, για την αναστολή εξελίξεως του μεταβολισμού, που θα προκαλούσε ψευδή αύξηση της ΡaCO2 και μείωση του ΡaO2.
Στο δείγμα δεν πρέπει να περιέχονται φυσαλίδες, επειδή προκαλούν ψευδή μείωση της ΡaCO2 και ενδεχόμενη αύξηση (ή μείωση) της ΡaO2.
Η θερμοκρασία του σώματος πρέπει να παίρνεται υπ’ όψη στην ερμηνεία των αποτελεσμάτων των αναλύσεων, επειδή προκαλείται δεξιά (επί υπερθερμίας) ή αριστερά (επί υποθερμίας) απόκλιση της καμπύλης δεσμεύσεως της Hb. Το pH, επίσης, μεταβάλλεται με τη θερμοκρασία του σώματος. Ετσι, η τιμή που εκδίδει το Εργαστήριο, (στους 37°C) πρέπει να ανάγεται στη θερμοκρασία του σώματος. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιείται η εξίσωση:
pHT=pH37°̊C+0.0147 X (37-T)
βλέπε: η προέλευση του δείγματος