Der Gasaustausch findet in den Alveolen der Lunge statt. In diesen Alveolen wandert Kohlendioxid von den roten Blutkörperchen in die Alveolen und Sauerstoff wandert von den Alveolen in die roten Blutkörperchen.
Sauerstoff gelangt durch das Einatmen in den Körper. Sauerstoffmoleküle wandern durch die Nase die Luft- oder Luftröhre hinunter. Das Gas dringt dann in den Bronchialbaum ein, der aus den beiden Bronchien und ihren Tausenden von Ästen besteht, die Bronchiolen genannt werden.
Am Ende der Bronchiole liegt ein mikroskopischer Sack, der Alveole genannt wird, der die Gase zum Austausch enthält. Die Lunge enthält Millionen von Alveolen. Epithelzellen säumen die Alveolen. Die gesamte Alveole ist von einem Netzwerk von Blutgefäßen umgeben, die Kapillaren genannt werden. Der Sauerstoff im Inneren der Alveolen passiert die Alveolarepithelzelle. Das Gas durchquert dann das Basalmembranmaterial, das sich im Raum zwischen den Alveolen und den kleinsten Blutgefäßen, den Kapillaren, befindet. Dieser Sauerstoff diffundiert dann durch die Kapillarwände durch die Wände der roten Blutkörperchen. Die roten Blutkörperchen transportieren diesen Sauerstoff dann zurück zum Herzen, um in den Rest des Körpers gepumpt zu werden.
Kohlendioxid wandert durch die Wände der roten Blutkörperchen und durch die Wände der Kapillaren. Dieses Abfallprodukt bewegt sich dann durch die Basalmembran des extrazellulären Raums. Aus diesem Raum gelangt Kohlendioxid durch die Membran der Alveolarepithelzellen in den Alveolarraum. Hier wartet das Kohlendioxid darauf, aus der Lunge in die Luft außerhalb des Körpers ausgeschieden zu werden.