Sự trao đổi khí diễn ra trong các phế nang của phổi, là những túi nhỏ được tìm thấy ở đầu của các tiểu phế quản tận cùng. Các khí được trao đổi là oxy và carbon dioxide.
Các khí có thể dễ dàng trao đổi ở mức độ của các phế nang vì những túi này chỉ dày một hoặc hai tế bào và có rất nhiều diện tích bề mặt. Phổi cũng chứa hàng trăm triệu lá phổi. Các mao mạch chảy vào phế nang cũng chỉ dày khoảng một tế bào và các tế bào máu chỉ có thể đi qua chúng một lần.
Một trong những chức năng của máu là đưa oxy vào các tế bào của cơ thể. Khi máu bị cạn kiệt oxy, nó sẽ trở lại theo đường của động mạch phổi đến các mao mạch phế nang trong phổi. Khi ở trong các phế nang, carbon dioxide trong máu sẽ được các phế nang tống ra ngoài qua phế quản phổi và khí quản sau đó được thải ra khỏi cơ thể qua quá trình thở ra.
Đồng thời, oxy đi vào các phế nang và các phế nang sẽ gửi oxy đến các mao mạch. Các mao mạch sau đó cung cấp oxy cho máu tĩnh mạch bị cạn kiệt. Máu được cung cấp oxy này được đưa qua các mao mạch về tim.
