El intercambio de dióxido de carbono y oxígeno se produce en los alvéolos de los pulmones. El oxígeno se introduce en el cuerpo a través del proceso de inhalación, mientras que el dióxido de carbono se elimina mediante la exhalación.
El sistema respiratorio humano funciona principalmente para adquirir oxígeno esencial del aire exterior y para eliminar el dióxido de carbono del cuerpo, que es un producto metabólico residual de las células. Los órganos primarios que comprenden el sistema respiratorio incluyen la nariz, los senos nasales, la faringe, la laringe, la tráquea, el árbol bronquial, las pleuras, los pulmones y los alvéolos. Durante la inhalación y la exhalación, el oxígeno y el dióxido de carbono pasan por una serie de vías respiratorias.
El mecanismo del sistema respiratorio sigue un patrón periódico. Cuando el cuerpo toma oxígeno, el aire ingresa a través de la cavidad nasal, que humedece y filtra el aire para detectar partículas extrañas y dañinas. El aire luego viaja a la faringe, hacia la laringe y pasa por la tráquea. El árbol bronquial permite que el aire entre en el pulmón izquierdo o derecho. Cuando el aire llega a los pulmones, se transporta a pequeñas estructuras en forma de saco llamadas alvéolos, que están cubiertas por numerosos capilares pulmonares. El oxígeno de la atmósfera se intercambia por dióxido de carbono en la sangre al inflar y desinflar los alvéolos. Estos mecanismos se rigen por la Ley de LaPlace y la tensión superficial. La sangre recién oxigenada luego viaja a través del sistema circulatorio para transportar oxígeno a diferentes órganos y tejidos. El dióxido de carbono se expulsa del cuerpo cuando los alvéolos se inflan completamente durante la espiración.