หน้าที่หลักของระบบทางเดินหายใจคือการแลกเปลี่ยนก๊าซเช่นออกซิเจนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปอด การหายใจหรือการหายใจช่วยให้ฟังก์ชั่นที่สำคัญนี้เกิดขึ้นได้ อากาศที่บรรทุกออกซิเจนเข้าสู่ร่างกายในระหว่างการสูดดมและอากาศที่บรรทุกคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกขับออกจากร่างกายผ่านทางการหายใจออก ออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทุกเซลล์เพื่อให้สามารถอยู่รอดและทำหน้าที่ได้หลายอย่าง คาร์บอนไดออกไซด์ส่วนใหญ่เป็นของเสียที่เกิดจากกระบวนการภายในร่างกายและโดยปกติแล้วเซลล์ไม่ต้องการ
โครงสร้างทั้งหมดในระบบทางเดินหายใจมีบทบาทสำคัญในการทำงานของระบบ ทางเดินหายใจส่วนบนซึ่งรวมถึงจมูกลำคอกล่องเสียงและหลอดลมหรือหลอดลมเป็นทางเดินสำหรับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างกระบวนการหายใจ ในทางเดินหายใจส่วนล่างประกอบด้วยปอดหลอดลมและถุงลมกระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซจะเกิดขึ้น
เมื่อออกซิเจนไปถึงหลอดลมมันจะเดินทางไปยังหลอดลมหลักสองหลอดซึ่งแบ่งออกเป็นปอดขวาและปอดซ้าย ออกซิเจนจะไปยังหลอดลมจำนวนมากของแต่ละปอดและในที่สุดก็ลงสู่ถุงน้ำนับล้าน เส้นเลือดขนาดเล็กที่เรียกว่าเส้นเลือดฝอยมีอยู่ในพื้นผิวของถุงถุง เลือดที่นำพาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เดินทางไปยังปอดผ่านเส้นเลือดฝอยเพื่อแลกเปลี่ยนก๊าซกับออกซิเจน เลือดที่มีออกซิเจนแล้วไปที่หัวใจเพื่อส่งไปยังอวัยวะอื่น ๆ ของร่างกาย
กระบวนการหายใจถูกควบคุมโดยการกระทำของระบบประสาทส่วนกลางไดอะแฟรมปอดและระบบไหลเวียนเลือด มีศูนย์ทางเดินหายใจในสมองที่ควบคุมกระบวนการ กล้ามเนื้อในหน้าอกเช่นไดอะแฟรมและระหว่างซี่โครงช่วยในการขยายตัวและยุบของปอดในแต่ละลมหายใจ หลังจากแลกเปลี่ยนก๊าซในปอดแล้วออกซิเจนในเลือดจะเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตเพื่อไปยังส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย
การรบกวนในองค์ประกอบที่ควบคุมกระบวนการหายใจอาจส่งผลกระทบต่อการทำงานของระบบทางเดินหายใจ โรคของระบบทางเดินหายใจอาจรวมถึงการติดเชื้อเช่นปอดบวมวัณโรคและหลอดลมอักเสบ ทางเดินหายใจที่แคบทำให้การหายใจลำบากสำหรับผู้ป่วยโรคหืดหลายคน สารอันตรายเช่นควันบุหรี่และก๊าซเรดอนสามารถไปถึงปอดได้หากสูดดมเข้าไปในอากาศ สารเหล่านี้สามารถนำไปสู่การพัฒนาของเนื้องอกในปอดและมะเร็งมักจะทำให้เกิดการเสื่อมของระบบทางเดินหายใจและระบบอื่น ๆ ของร่างกายมนุษย์
