肺泡和血液之间，血液和组织之间氧和二氧化碳的交换。为气体分子顺其分压差趋向平衡的方向。需透过有关交换膜，即：肺泡内表面层的液膜，其中含肺泡表面活性物质；肺泡上皮细胞膜；肺毛细血管内皮的基膜和肺毛细血管上皮等结构的弥散过程。例如肺泡气的氧分压较混合静脉血高，氧必然从肺泡向毛细血管弥散，而混合静脉血的二氧化碳分压高，则二氧化碳必然由肺毛细血管向肺泡弥散。氧、二氧化碳易溶于脂肪，这些气体弥散透过肺泡上皮细胞膜和肺毛细血管内皮细胞膜，都不会受阻，而氧与二氧化碳需通过细胞间液和血浆时，由于呼吸气体在水中溶解度不同，弥散速率亦不同。气体交换速率与气体弥散速率、弥散面积与距离、及呼吸膜两边分压差等因素有关。
