气体交换是以扩散的方式进行的。
气体交换的动力
气体交换的动力是气体分压差。气体也总是从分压高处向分压低处扩散。所谓分压是指混合气体中各组成气体具有的压力。例如在海平面的大气压平均约为101kPa，O2含量为20.84%，则O2分压（PO2）约为20.7kPa；N2的含量为78.62%，其分压（PN2）约为79.4kPa；CO2含量仅0.04%，则CO2分压（PCO2）仅0.04kPa。
气体交换的过程
肺泡气直接与肺毛细管血液直接进行气体交换。其成分既不同于吸入气也不同于呼出气。通过呼吸运动，肺泡气不断获得更新，因而保持了它所含O2和CO2浓度的相对稳定性。吸入气（空气），呼出气。肺泡气PO2高于静脉血的PO2；其CO2分压则低于静脉血的PCO2。因此，O2由肺泡向静脉血扩散；而CO2由肺动脉毛细管中静脉血向肺泡扩散。这样，静脉血变成了动脉血。当动脉血经毛细血管流向组织时，组织内PO2低于动脉血的PO2；而其PCO2则高于动脉血的PCO2，这里又进行了一次气体交换。动脉血经过这次气体交换后变成静脉血。组织由此而获得O2，排出CO2。
影晌气体交换的因素
气体扩散的速度/如果某一气体扩散速度快，则其交换也快；另一气体扩散速度慢，则其交换也慢。气体分子的扩散速度（d）与其溶解度（s）成正比，与其分子量（MW）的平方根成反比。如果CO2与O2的分压差梯度相同，CO2扩散速度为O2的20倍。从表7－1可知静脉血和肺泡气中CO2的分压差约为0.8kPa，O2的分压差约为8.51kPa约为CO2的10倍，但总合起来，CO2的扩散速度仍比O2快。
呼吸膜 呼吸膜的通透性、厚度以及面积都会影响气体交换的效率。在某些病理情况下，如肺纤维化，肺炎，呼吸膜厚度增加，气体交换效率降低。又如在肺气肿时，由于肺泡融合，气体扩散的呼吸膜总面积减小，也使气体交换减少。
通气/血流（V/Q）比值 通气血流比值即每分肺泡通气量对每分肺血流量（心输出量）的比值。正常人安静时，每分肺泡通气量约为4.2L，每分心输出量约为5L，则V/Q的比值为0.84。通气量与血流量匹配合适，气体交换效率高。