Les échanges gazeux ont lieu dans les alvéoles pulmonaires, qui sont de minuscules sacs situés aux extrémités des bronchioles terminales. Les gaz échangés sont l'oxygène et le dioxyde de carbone.
Les gaz s'échangent facilement au niveau des alvéoles car ces sacs n'ont qu'une ou deux alvéoles d'épaisseur et ont une grande surface. Les poumons en contiennent également des centaines de millions. Les capillaires qui s'écoulent dans les alvéoles ont également une épaisseur d'environ une cellule et les cellules sanguines ne peuvent les traverser qu'une à la fois.
L'une des fonctions du sang est d'amener l'oxygène dans les cellules du corps. Lorsque le sang est épuisé de son oxygène, il retourne par l'artère pulmonaire aux capillaires alvéolaires dans les poumons. Une fois dans les alvéoles, le dioxyde de carbone dans le sang est expulsé par les alvéoles jusqu'à travers les bronches des poumons et la trachée puis expulsé du corps par expiration.
En même temps, l'oxygène pénètre dans les alvéoles et les alvéoles envoient de l'oxygène aux capillaires. Les capillaires donnent alors de l'oxygène au sang veineux appauvri. Ce sang oxygéné est envoyé par les capillaires vers le cœur.
