Sauerstoffversorgung & Kohlendioxidentfernung sind ein wesentlicher Bestandteil der Zellleistung und des Überlebens. Dieser Gasaustausch wird durch Diffusion von Gas in Bereiche mit niedrigerem Partialdruck angetrieben, dem Druck, den ein Gas in einem Gasgemisch in verschiedenen Teilen des Atmungs- und Kreislaufsystems ausübt. Wenn Sauerstoff in die Lunge gelangt, vermischt er sich mit der Restluft, wodurch der alveoläre Sauerstoffpartialdruck verringert und die Sauerstoffaufnahme durch die Lunge erhöht wird. Der Sauerstoff diffundiert dann durch die Alveolen in die benachbarten Kapillaren und gelangt wieder in ein Medium mit niedrigerem Partialdruck. Im Blut bindet sich Sauerstoff an das in roten Blutkörperchen vorkommende Atemwegspigment Hämoglobin und wandert zu Gewebe, in dem der Sauerstoffpartialdruck niedriger ist. Es dissoziiert also vom Hämoglobin und wird freigesetzt. Auf die gleiche Weise nimmt der Druckgradient von Kohlendioxid von Gewebe zu Blut ab und wird zurück in die Lunge transportiert, wo der Druckgradient Kohlendioxid in die Alveolen und Sauerstoff in das Blut treibt und den Zyklus erneut startet.