Газообмен между легкими и внешней средой осуществляется в основном в альвеолах и периальвеолярных капиллярах, где происходит обмен кислородом и углекислым газом; на газообмен также влияют различные факторы. Обмен газами между легкими и внешней средой является важнейшим способом получения организмом кислорода. Кислород из легких поступает в кровь, а углекислый газ из крови — в альвеолы, что относится к процессу физической диффузии, при котором газы диффундируют от стороны с более высоким парциальным давлением к стороне с более низким парциальным давлением. После газообмена кислород, содержащийся в воздухе, поступает в организм для участия в различных физиологических процессах, а образовавшийся углекислый газ выводится из организма. На процесс газообмена влияет ряд факторов, в том числе толщина дыхательной мембраны, ее площадь, соотношение вентиляции и кровотока, температура, дифференциальное парциальное давление газа, а также молекулярная масса и растворимость газа.