ระบบไหลเวียนโลหิตและระบบทางเดินหายใจทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดภายในร่างกาย ออกซิเจนซึ่งเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการเมแทบอลิซึมของเซลล์เกือบทั้งหมดถูกรวบรวมผ่านระบบทางเดินหายใจและขนส่งผ่านร่างกายของสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนเช่นมนุษย์ผ่านระบบทางเดินหายใจ ระบบทั้งสองนี้ยังทำงานร่วมกันเพื่อกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่เผาผลาญของเสีย ในมนุษย์ระบบทั้งสองนี้เชื่อมต่อกันในปอดซึ่งมีการแลกเปลี่ยนออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้น ระบบเหล่านี้ถูกควบคุมโดยโครงสร้างที่อยู่ลึกในสมองและเป็นกระบวนการที่ไม่รู้สึกตัว
ในมนุษย์เส้นทางของออกซิเจนผ่านระบบไหลเวียนเลือดและระบบทางเดินหายใจเริ่มต้นด้วยการสูดดม เมื่อบุคคลสูดดมไดอะแฟรมจะหดตัวดึงอากาศเข้าสู่ปอด อากาศเคลื่อนที่ผ่านท่อหลายชุดที่นำมาจากจมูกและปากเข้าสู่ปอด เมื่ออากาศมาถึงปอดแล้วมันก็จะเคลื่อนที่ไปสู่โครงสร้างเล็ก ๆ ที่เรียกว่าอัลโวลีซึ่งล้อมรอบด้วยเส้นเลือดฝอย
ถุงลมและเส้นเลือดฝอยในปอดเป็นจุดที่ระบบไหลเวียนโลหิตและทางเดินหายใจมาบรรจบกัน เมื่ออากาศสัมผัสกับเส้นเลือดฝอยออกซิเจนในอากาศจะแพร่กระจายผ่านผนังฝอย การแพร่กระจายนี้เกิดขึ้นเนื่องจากมีออกซิเจนในปอดมากขึ้นและมีเลือดน้อยลงในบริเวณโดยรอบ เมื่อโมเลกุลออกซิเจนเคลื่อนที่เข้าสู่กระแสเลือดพวกมันจะจับกับไซต์บนเซลล์เม็ดเลือดแดงและถูกลำเลียงไปทั่วร่างกาย
ออกซิเจนในเลือดไหลเวียนจากปอดไปยังหัวใจ เมื่อมันมาถึงหัวใจมันจะถูกปั๊มเข้าไปในส่วนอื่น ๆ ของร่างกายผ่านการหดตัวที่ทรงพลัง เลือดที่อุดมไปด้วยออกซิเจนเคลื่อนที่ผ่านเส้นเลือดหลายลำบางลำมีขนาดใหญ่พอที่จะไหลเวียนโลหิตได้จำนวนหนึ่งและบางส่วนก็มีขนาดเล็กจนเซลล์เม็ดเลือดแดงสามารถสัมผัสกับเซลล์ของร่างกายเป็นรายบุคคล เมื่อเซลล์เม็ดเลือดแดงสัมผัสกับเซลล์อื่นพวกมันจะให้โมเลกุลออกซิเจนแก่เซลล์เหล่านี้เพื่อให้พวกเขาสามารถเผาผลาญพลังงาน ในทางกลับกันโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกกำจัดออกไป
เซลล์เม็ดเลือดแดงจะนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นี้ผ่านระบบต่าง ๆ ของหลอดเลือดกลับไปที่หัวใจ เมื่อพวกเขาไปถึงหัวใจอีกครั้งพวกเขาจะถูกสูบฉีดไปที่ปอดซึ่งพวกเขาได้สัมผัสกับถุงลมอีกครั้ง ที่นี่ระบบไหลเวียนโลหิตและระบบทางเดินหายใจมีปฏิสัมพันธ์อีกครั้งเมื่อเซลล์เม็ดเลือดแดงปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ไม่ต้องการกลับเข้าไปในปอดในรูปของเสีย เมื่อบุคคลหายใจออกสิ่งนี้จะเป็นจุดสิ้นสุดของวัฏจักร
