Les milliers de minuscules alvéoles (petits sacs) contenus dans les poumons sont responsables de l’échange gazeux et permettent à l’oxygène de passer dans le sang et de nourrir ainsi toutes les cellules du corps.

L’oxygène apporté lors de l'inspiration traverse la membrane de la paroi alvéolaire pour être transféré vers les globules rouges contenus dans les capillaires,
petits vaisseaux sanguins situés sur les alvéoles.
Lors de l’expiration les déchets gazeux passent des globules rouges à l'air des alvéoles, pour être éliminés.

L’air rejeté des poumons est chargé en dioxyde de Carbone mais en cas de pollution importante, le système respiratoire peut aussi éliminer des déchets plus solides sous forme de glaires ou de mucus (asthme, toux, bronchite, rhume, sinusite).

Les alvéoles sont particulièrement sensibles aux infections, car elles constituent un environnement humide et chaud, propice à la prolifération des virus et des bactéries.
A l’âge adulte, le rythme respiratoire est de 16 respirations par minute, au repos. Les poumons peuvent contenir trois litres d'air environ. .