Trong đường hô hấp, sự trao đổi khí diễn ra ở phế nang của cả hai phổi. Các phế nang là những túi khí nhỏ được bao phủ bởi một chất liệu được gọi là chất hoạt động bề mặt. Chất này cho phép các phế nang giãn nở và co lại trong quá trình hít vào và thở ra.
Hàng triệu phế nang nằm trong mỗi lá phổi trong cơ thể con người. Mỗi phế nang kết nối với các mao mạch qua một màng đáy mỏng. Các khí như oxy và carbon dioxide khuếch tán qua màng đáy mỏng và được trao đổi giữa các phế nang của phổi và các mao mạch. Sự trao đổi khí xảy ra nhờ quá trình khuếch tán.