肺與外界進行氣體交換的過程,也就是肺通氣的過程,而人通過肺與外界的氣體交換,完成一個生理過程,就是呼吸功能,也就是肺與外界進行氣體交換的過程.一個完整的“呼吸供能”過程應該分為三個相互聯(lián)系的階段：（1）呼吸運動階段（也叫外呼吸,包括肺通氣和肺換氣） 呼吸系統(tǒng)的活動,吸進氧氣,呼出二氧化碳.在這一階段中,呼吸道（包括肺泡）中的氧氣的濃度最高,二氧化碳的濃度最低.（2）運輸階段：氧氣和二氧化碳隨血液循環(huán)的運輸,直到組織液旁的毛細血管.（3）呼吸作用階段：有機物在細胞內氧化分解,釋放能量.在這一階段中,細胞中的氣體氧氣的濃度最低,二氧化碳的濃度最高.第一階段和第二階段的聯(lián)系是穿過肺泡壁和毛細血管壁的氣體交換.在物理中,有一個重要的原理,即物質從濃度高的地方向濃度低的方向擴散,濃度差是擴散的動力.肺泡中的氧氣濃度最高,所以,它向血液擴散,血液中的二氧化碳的濃度高于肺泡,所以它向肺泡擴散,兩種氣體向兩個不同的方向擴散,形成了氣體交換.也叫肺換氣.第二階段和第三階段的聯(lián)系是穿過細胞膜的氣體交換.由于細胞中的氧氣被消耗掉了,所以它的濃度最低,組織液中的氧氣向細胞內擴散；同樣,由于呼吸作用的結果,細胞內的二氧化碳濃度最高,便向組織液擴散.也叫組織換氣.
由肺動脈流過來的血液中含有的氧氣濃度較小、二氧化碳濃度較大,呈現(xiàn)暗紅色,叫靜脈血.當流到肺中的毛細血管時,二氧化碳會透過毛細血管壁和肺泡壁進入肺泡中,氧氣會透過毛細血管壁和肺泡壁進入血液中與血紅蛋白結合,并隨紅細胞到達人體的沒一個部位.所以在肺靜脈中的血液含有較多的氧濃度,呈現(xiàn)鮮紅色,叫動脈血.
氣體交換 氣體在肺泡處的交換是通過肺泡和毛細血管壁進行的.氣體在組織內的交換也通過毛細血管壁進行.氣體是怎樣進行交換的呢?氣體分子不論在氣體狀態(tài)或溶解在體液中,都在不斷地運動,具有擴散性.一種氣體總是由多的地方向少的地方擴散,即總是由濃度高的地方向濃度低的地方擴散,直到平衡為止.氣體的濃度與壓力有關,濃度高,壓力也大；濃度低,壓力也小.因此也可以說,氣體是由壓力高的地方向壓力低的地方擴散的.氣體在肺泡和在組織內的交換,都是通過這種擴散作用實現(xiàn)的.
空氣由氧、二氧化碳、氮等組成.各種氣體都有一定的壓力,空氣中各種氣體壓力的總和即是大氣壓,其中每種氣體的壓力,即是該氣體的分壓.由于氣體總是由壓力高的地方向壓力低的地方擴散的,因此,某種氣體分子也總是從分壓高的部位擴散到分壓低的部位.
由于肺泡氣、血液和組織中的氧和二氧化碳的分壓不同(表6),因此,在血液流經(jīng)肺部毛細血管和組織細胞時,就可以進行氣體交換.