Mit jedem Atemzug strömt sauerstoffhaltige Luft durch die Luftröhre und die Bronchien bis in die Lungenbläschen. Diese sogenannten Alveolen hängen traubenartig an den Bronchialzweigen. Eine gesunde Lunge enthält rund 300 Millionen Lungenbläschen. Sie alle sind von feinen Blutgefäßen (Kapillaren) umschlossen.
Durch die dünne Hülle der Alveolen gelangt der Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft in die Blutgefäße. Dieser Vorgang wird auch Diffusion genannt. Über den Blutkreislauf wird der Sauerstoff im Körper verteilt und erreicht jede Zelle. In der gleichen Zeit, in der das Blut in den Alveolen Sauerstoff aufnimmt, gibt es dort auch Kohlendioxid wieder ab. Kohlendioxid (CO2) entsteht als Abfallprodukt des Zellstoffwechsels. Es wird mit dem Ausatmen ins Freie entsorgt. Weil also nicht nur Sauerstoff aufgenommen, sondern auch Kohlendioxid abgegeben wird, spricht man auch von Gasaustausch in der Lunge.