Функція дихальної системи полягає у русі двох газів: кисню та вуглекислого газу. Газообмін відбувається в мільйонах альвеол у легких та обплітаючих їх капілярах. Як показано нижче, вдихається кисень переміщається з альвеол у кров у капілярах, а вуглекислий газ – з крові у капілярах у повітря в альвеолах.
У тканинах кисень з капілярів великого кола кровообігу дифундує в тканинну рідину, а з неї – в клітини, де використовується для окислення органічних речовин. Вуглекислий газ проходить зворотний шлях: він надходить із тканин у кров, Розчиняється в ній або зв'язується з гемоглобіном.
У легень кисень з альвеолярного повітря переходить у кров, а вуглекислий газ з крові надходить в легені.
Оксигенація відбувається, коли молекули кисню потрапляють у тканини організму. Наприклад, кров насичується киснем в легеньде молекули кисню переміщаються з повітря в кров. Оксигенація зазвичай використовується для позначення насичення киснем у медицині.