The present application relates to a system and method for treating carbon monoxide poisoning. The system and method comprises passing the blood of a subject in need of such treatment through a filter unit comprising a gas permeable membrane to remove carbon monoxide from the blood by filtration against an extraction fluid enriched with oxygen and/or by exposure to one or more agents suitable for removing carbon monoxide or converting carbon monoxide to carbon dioxide, which is more readily exchangeable with oxygen compared to carbon monoxide.La présente invention concerne un système et un procédé de traitement dune intoxication au monoxyde de carbone. Le système et le procédé comprennent le fait de faire passer le sang dun sujet nécessitant un tel traitement à travers une unité de filtration comprenant une membrane perméable au gaz pour éliminer le monoxyde de carbone du sang par filtration en fluide dextraction enrichi en oxygène et/ou exposition à un ou plusieurs agents adaptés à éliminer le monoxyde de carbone ou à convertir le monoxyde de carbone en dioxyde de carbone, qui peut être plus facilement remplacé par de loxygène que le monoxyde de carbone.