A légzőrendszer elsődleges feladata, hogy biztosítsa a szervezet és a külső környezet közötti gázcserét; ide tartozik az O₂ felvételének és a CO₂ leadásának a folyamata a tüdőben. A légzőrendszer fontos szerepet tölt be továbbá a sav-lúg egyensúly szabályozásában testmozgás és metabolikus acidózis során.

A légzőrendszer a tüdőkből, a ki és bevezető légutakból és egy pumpából (a mellkasfalból és a légzőizmokból) áll, ami a tüdőt mozgatja. A tüdő páros szerv, amelyek a mellkas üregében helyezkedik el. A jobb és a bal tüdőt a szív és a többi mediastinalis képlet választja el egymástól. A jobb tüdő három lebenyből áll, a bal kettőből. Mindkét tüdőt mellhártyának (pleura) nevezett, kétrétegű szerózus membrán veszi körül.

A légzőrendszer két funkcionális zónára osztható:

1. A légvezető zóna
   Ez szállítja a levegőt a külvilágból, és vissza. A légvezető zónán áthaladva a rendszer a belélegzett levegőt megszűri, nedvességtartalmát növeli és felmelegíti.
2. Légző zóna
   Ez a tüdőnek azon területe, ahol a gázcsere történik; ez hörgőkből (amelyekben kicsi tüdőalveolus fürtöcskék találhatók), alveolus-csatornákból és alveolusokból áll. A légző zónában található az átmeneti zóna.

A külső levegő a tüdőbe kerül, és a tüdőlégzés során az ott található levegővel kicserélődik . A tüdőlégzés elsődleges feladata az alveolusokban (léghólyagocskákban) található levegő állandó O₂ és CO₂ koncentrációjának (parciális nyomásának) biztosítása . Nyugalmi állapotban egy átlagos ember 12-15-ször vesz levegőt percenként. Egy légvétel során 500 milliliter levegőt – másképp, percenként 6-8 l·levegőt lélegzünk be és fújunk ki. A belélegzett levegő, miután áthaladt az orrüregen vagy a szájüregen, a garaton, a gégén és a légcsövön, a jobb és a bal főhörgőbe, a tüdő két legnagyobb légúti elágazásába jut. Ez a két hörgő további számos kisebb hörgőre és hörgőcskére ágazik, amelyek a levegőt az alveolusokba vezetik, amelyek a tüdő alapvető funkcionális építőelemei.

A gázcsere az alveolusokban történik, amelyeket a tüdő hajszálerei vesznek körül. Az O₂- és CO₂-gázcsere az alveolusok levegője és a tüdő hajszálereiben található vér között egyszerű diffúzióval történik. A gázmolekulák az alveolusokból a vérbe vagy a vérből az alveolusokba diffúzió segítségével jutnak a vékony alveokapilláris membránon keresztül, amelyet a tüdő epitelium, a hajszálér endotelium és ezek bazálmembránjai alkotnak. Az alveokapilláris membrán teljes felszíne mindkét tüdőfélben kb. 70 m².

A diffúzió sebességét az alveokapilláris membrán két oldalán a gázok parciális nyomásának különbsége és annak felszíne szabja meg. Mivel az O₂ parciális nyomása az alveolusokban nagyobb, mint a tüdőkapillárisokba jutó vénás vérben, az O₂ a tüdőből a vérbe kerül.  Mivel a CO₂ parciális nyomása a vérben nagyobb, mint az alveolusokban, a CO₂ a vérből a tüdőbe kerül, majd azt kilélegezzük. Így az oxigénszegény (vénás) vér a jobb szívkamrából a kisvérkörbe jut, áthalad a tüdőartérián a kapillárishálózatba, ahol oxigént vesz fel, majd onnan a szív bal pitvarába jut a tüdővénákon keresztül. Nyugalmi állapotban 250 milliliter O₂ jut be az emberi szervezetbe és 200 milliliter CO₂ hagyja azt el.