Die äußere Atmung oder der pulmonale Gasaustausch findet in der Lunge zwischen der äußeren Umgebung und den Blutkapillaren der Lunge statt. Die äußere Atmung entfernt Kohlendioxid aus dem Blut und füllt das Blut wieder mit Sauerstoff auf. Der Gasaustausch erfolgt aufgrund eines Druckgefälles.
Die Gase diffundieren aufgrund der unterschiedlichen Partialdrücke der beiden Gase aus der Luft in das Kapillarblut der Lunge. Bei gleichen Drücken der Gase kann kein Austausch von Kohlendioxid mit Sauerstoff erfolgen. Der Druck eines Gases ist eine Funktion der Konzentration dieses Gases in der Mischung. Die Bewegung des Gases erfolgt von seinem Bereich hoher Konzentration in den Bereich seiner niedrigen Konzentration. Da die Sauerstoffkonzentration in der Luft höher ist als im Blut, diffundiert er ins Blut.