異物もしくは顔面の広範な外傷が原因で上気道が閉塞している場合，または換気が他の方法で得られない場合は，気管への外科的挿管が必要となる。外科的気道確保は挿管に失敗した際でも施行可能である。しかしながら，外科的気道確保はラリンジアルマスクエアウェイ（LMA）や他の声門上エアウェイより時間がかかり，ゆえにこれらの方が人工換気のより迅速な手段となる。これらの使用については，異物による閉塞および顔面の大きな外傷（LMAに対し）が唯一のまれな禁忌である。
（呼吸停止の概要，気道確保および管理，および気管挿管も参照のこと。）
輪状甲状靱帯切開
メスによる輪状甲状靱帯切開/FONA（front of neck airway［前頸部アクセス］）は，気管切開より速く簡単にできるため，緊急時の外科的気道確保の際に一般に用いられている（経皮的輪状甲状靱帯切開も参照）。輪状甲状靱帯切開は，患者に経口または経鼻での気管挿管ができず，他の方法で換気できない場合に行うべきである。
緊急輪状甲状靱帯切開
患者を仰臥位にして首を伸展させる。無菌操作の準備を行った後，喉頭を片手で把持し，メスで皮膚および皮下組織を正中線で縦に切開し，輪状甲状靱帯に横切開を加える。切開部から気管内チューブまたは気管カニューレを気管内に挿入することができる。 |
喉頭鏡による観察や換気のための姿勢とは異なり，輪状甲状靱帯切開時の正しい姿勢は頸部を伸展し，肩を後ろにそらせるものである。無菌操作の準備を行った後，利き手ではない方の手で喉頭を把持し，利き手にメスを持って皮膚および皮下組織を垂直に切開し，輪状甲状靱帯を水平に切開するが，その際は気管内に向けて下方に伸ばしたブジーガイドに沿って切開を1回で施し，切開の大きさは，気道の開通を維持するために挿入する細い気管内チューブ（内径［ID］6.0mm）または細い気管切開チューブ（カフ付きの4.0シャイリーが望ましい）の直径に合わせる。
様々な市販の製品により，輪状甲状靱帯下へすばやく外科的に到達でき，また十分な酸素化および換気ができるチューブもある。
大口径の静脈カテーテルを用いた輪状甲状靱帯穿刺では，50psiの駆動源（jet insufflatorまたはジェットベンチレーター）がすぐに使用できる状況でない限り，十分な換気を得ることができない。
気管切開
気管切開は輪状甲状靱帯切開より複雑な手技であるが，これは気管軟骨輪が非常に近接しており，チューブの留置のために少なくとも1つの軟骨輪の一部を除去しなければならないことによる。気管切開は外科医によって手術室で行われるのが望ましい。緊急時には，この手技は輪状甲状靱帯切開よりも合併症の発症率が高くなり，利点はない。しかし，長期間の換気を必要とする患者では好まれる手技である。
経皮的気管切開は，機械的換気を受けている重篤患者には魅力的な選択肢である。この処置はベッドサイドで行い，皮膚を穿刺した後，ダイレーターを使用して気管カニューレを挿入する。気管膜性部（後部）および食道の穿刺を避けるため，通常はファイバーによる補助（気管内）が行われる。
気管切開によるチューブ挿管により，まれに，出血，甲状腺損傷，気胸，反回神経麻痺，主要血管の損傷，または挿入部の遅延性気管狭窄が生じる。
気管のびらんは，まれである。しかし，カフ圧が過剰に高い（> 30cmH2O）と起こりやすくなる。まれに，主要血管（例，腕頭動脈）からの出血，瘻（特に気管食道瘻），および気管狭窄が起こる。高容量，低圧カフ付きの適切なサイズのチューブを用い，カフ圧を頻繁（8時間毎）に計測して30cmH2O未満に維持することで，圧迫による虚血性壊死のリスクは低下する；ただし，ショック状態，心拍出量低下，あるいは敗血症の患者では，そのリスクが残る。
