A troca gasosa ocorre nos alvéolos por difusão simples. O sangue que flui pelos alvéolos é rico em dióxido de carbono e muito pobre em oxigênio. As moléculas de gás fluem naturalmente na direção de concentração mais baixa através da membrana de troca gasosa fina, que tem apenas duas células de espessura.
Os alvéolos são minúsculas estruturas em forma de balão que se inflam a cada inspiração. As membranas que circundam esses minúsculos sacos têm a espessura de apenas uma célula e são revestidas com um fluido especial para permitir a inflação e dissolver gases. Este fluido contém uma substância que reduz a tensão superficial, o que poderia causar o colapso dos alvéolos. Os sacos têm vasos sanguíneos minúsculos em contato direto com eles, e esses vasos sanguíneos também têm paredes com a espessura de apenas uma célula.
Os alvéolos são inflados quando o diafragma se contrai e expande a cavidade torácica. Isso faz com que a pressão nos alvéolos caia abaixo da pressão atmosférica e o ar entre para inflá-los. No entanto, a mistura de gases nos pulmões é muito diferente da mistura no ar, porque os pulmões estão constantemente liberando dióxido de carbono. O corpo está constantemente consumindo oxigênio e criando dióxido de carbono por meio de processos metabólicos, e os pulmões não se esvaziam completamente na expiração.
