Trao đổi khí xảy ra trong các phế nang của phổi. Trong các phế nang này, carbon dioxide di chuyển từ các tế bào hồng cầu vào các phế nang và oxy di chuyển từ các phế nang vào các tế bào hồng cầu.
Ôxy đi vào cơ thể thông qua hành động hít vào. Các phân tử oxy đi qua mũi xuống khí quản hoặc khí quản. Sau đó, khí đi vào cây phế quản, bao gồm hai phế quản và hàng nghìn nhánh của chúng, được gọi là tiểu phế quản.
Ở phần cuối của tiểu phế quản có một túi cực nhỏ gọi là phế nang có chức năng chứa các chất khí để trao đổi. Phổi chứa hàng triệu phế nang. Tế bào biểu mô lót các phế nang. Bao quanh toàn bộ phế nang là một mạng lưới các mạch máu được gọi là mao mạch. Ôxy ở bên trong phế nang đi qua tế bào biểu mô phế nang. Sau đó, khí đi qua vật liệu màng đáy nằm trong không gian giữa các phế nang và mạch máu nhỏ nhất là mao mạch. Oxy này sau đó sẽ khuếch tán qua thành mao mạch qua thành của hồng cầu. Sau đó, các tế bào hồng cầu mang oxy này trở lại tim để bơm cho phần còn lại của cơ thể.Carbon dioxide di chuyển qua thành tế bào hồng cầu và qua thành mao mạch. Chất thải này sau đó di chuyển qua màng đáy của không gian ngoại bào. Từ không gian này, carbon dioxide đi qua màng của tế bào biểu mô phế nang vào khoang phế nang. Tại đây, khí cacbonic chờ thải ra khỏi phổi ra không khí bên ngoài cơ thể.