总的原理就是气体的自由扩散
肺与外界进行气体交换的过程,也就是肺通气的过程,而人通过肺与外界的气体交换,完成一个生理过程,就是呼吸功能,也就是肺与外界进行气体交换的过程.一个完整的“呼吸供能”过程应该分为三个相互联系的阶段：（1）呼吸运动阶段（也叫外呼吸,包括肺通气和肺换气） 呼吸系统的活动,吸进氧气,呼出二氧化碳.在这一阶段中,呼吸道（包括肺泡）中的氧气的浓度最高,二氧化碳的浓度最低.（2）运输阶段：氧气和二氧化碳随血液循环的运输,直到组织液旁的毛细血管.（3）呼吸作用阶段：有机物在细胞内氧化分解,释放能量.在这一阶段中,细胞中的气体氧气的浓度最低,二氧化碳的浓度最高.第一阶段和第二阶段的联系是穿过肺泡壁和毛细血管壁的气体交换.在物理中,有一个重要的原理,即物质从浓度高的地方向浓度低的方向扩散,浓度差是扩散的动力.肺泡中的氧气浓度最高,所以,它向血液扩散,血液中的二氧化碳的浓度高于肺泡,所以它向肺泡扩散,两种气体向两个不同的方向扩散,形成了气体交换.也叫肺换气.第二阶段和第三阶段的联系是穿过细胞膜的气体交换.由于细胞中的氧气被消耗掉了,所以它的浓度最低,组织液中的氧气向细胞内扩散；同样,由于呼吸作用的结果,细胞内的二氧化碳浓度最高,便向组织液扩散.也叫组织换气.
由肺动脉流过来的血液中含有的氧气浓度较小、二氧化碳浓度较大,呈现暗红色,叫静脉血.当流到肺中的毛细血管时,二氧化碳会透过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡中,氧气会透过毛细血管壁和肺泡壁进入血液中与血红蛋白结合,并随红细胞到达人体的没一个部位.所以在肺静脉中的血液含有较多的氧浓度,呈现鲜红色,叫动脉血.
气体交换 气体在肺泡处的交换是通过肺泡和毛细血管壁进行的.气体在组织内的交换也通过毛细血管壁进行.气体是怎样进行交换的呢?气体分子不论在气体状态或溶解在体液中,都在不断地运动,具有扩散性.一种气体总是由多的地方向少的地方扩散,即总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散,直到平衡为止.气体的浓度与压力有关,浓度高,压力也大；浓度低,压力也小.因此也可以说,气体是由压力高的地方向压力低的地方扩散的.气体在肺泡和在组织内的交换,都是通过这种扩散作用实现的.
空气由氧、二氧化碳、氮等组成.各种气体都有一定的压力,空气中各种气体压力的总和即是大气压,其中每种气体的压力,即是该气体的分压.由于气体总是由压力高的地方向压力低的地方扩散的,因此,某种气体分子也总是从分压高的部位扩散到分压低的部位.
由于肺泡气、血液和组织中的氧和二氧化碳的分压不同(表6),因此,在血液流经肺部毛细血管和组织细胞时,就可以进行气体交换.