如果上呼吸道因异物、严重面部创伤而阻塞，或其他方法无法建立通气，则需外科手术建立气道。插管失败后也可以使用手术气道。然而，手术气道比 喉罩通气道 （LMA）和其他声门上气道，因此是一种更快的救援通气方式。异物阻塞和（对于 LMA 而言）严重面部创伤只是使用这些 LMA 的罕见禁忌症。
环甲膜切开术
由于比气管切开术更快、更简单，因此经皮环甲膜切开术/FONA（颈前气道）常用于紧急手术（另见如何行经皮环甲膜切开术）。如果患者无法进行经口或经鼻气管插管且无法通过其他方法进行通气，则应进行环甲膜切开术。
紧急环甲膜切开术
患者仰卧位，颈部伸展。无菌准备后，单手抓住喉部，用刀片在中线垂直切开皮肤和皮下组织，水平切开环甲膜。可以通过切口将气管内插管或气管切开管放入气管。 |
与喉镜插管定位或通气不同，环甲膜切开术的正确位置包括伸展颈部和向后拱起肩膀。无菌准备后，临床医生用非惯用手抓住喉部，惯用手握住刀片，垂直切开皮肤、皮下组织，水平切开环甲膜，使用1次尝试切口，切口与气管内小管（6.0 mm内径[ID]）或气管切开小管（优选带口的4.0 Shiley）的直径相匹配，用于通过一个向下指向气管的大槽导管保持气道开放。
市场上有多种产品可用于快速建立外科环甲膜气道，产品的配套导管能保证充分的氧供和通气。
与之前的推荐意见相反，大口径静脉导管针穿刺环甲膜并不能保证足够通气，除非气源动力能达到50磅（射流吹气机或射流呼吸机）。
气管切开术
气管造口术比环甲环切开术更复杂，因为气管环非常紧密，通常至少要切除一个环的一部分才能放置气管管。 气管切开术最好在手术室内由外科医生完成。紧急处理时，这项操作与环甲膜切开术相比，并发症风险更高，没有任何优势。然而，对于需长时间通气患者，则是优先选项。
经皮气管造口术对于危重病人和接受机械通气是一个有吸引力的选择。这种床旁技术使用皮肤穿刺及扩张器来插入气管导管。常借助气管内纤维镜，防止操作时刺破气管后壁膜部和食管。
极少数情况下，气管切开术会造成出血、甲状腺损伤、气胸、反复发作的喉神经麻痹、大血管损伤或插入部位迟发的气道狭窄。
气管侵蚀不常见。其常见原因是袖带压力过高（> 30 厘米水柱）。 大血管出血（例如，无名动脉）、瘘管（尤其是气管食管瘘）和气道狭窄极其罕见。 使用带高容低压气囊的导管，且导管型号合适；密切（每隔8小时）监测气囊压力，且维持其压力 < 30cm水柱。这么做可以降低气管发生压力性缺血坏死的风险。但是，对于伴有休克，低心输出量或脓毒症患者，仍然特别容易发生损伤。
