El intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre la sangre y el aire se realiza por difusión, en los alvéolos pulmones. Las moléculas de ambos gases se mueven desde la zona donde están más concentradas a otra en la que su concentración es menor.

El aire que llega a los alvéolos tiene mayor concentración de oxígeno que la sangre de los capilares que los rodean. Por este motivo, el oxígeno pasa del aire de los alvéolos hacia la sangre de los capilares.

El dióxido de carbono, que procede de las reacciones de oxidación de las células, tiene mayor concentración en la sangre. Por este motivo, pasa por difusión, de los capilares hacia los alvéolos.

El intercambio se facilita por el pequeñísimo espesor de las membranas de los alvéolos y de los capilares, y por la gran superficie que proporcionan los millones de alvéolos.

La sangre, cargada de oxígeno, reparte este gas a las células del organismo y recoge el dióxido de carbono producido, para llevarlo hasta los pulmones.