การแลกเปลี่ยนก๊าซในระบบทางเดินหายใจเป็นส่วนสำคัญของการหายใจ ช่วยเปลี่ยนก๊าซที่เป็นอันตรายด้วยก๊าซที่ดี ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นอันตรายต่อร่างกายหากสะสม แต่ในระหว่างกระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซก๊าซนี้จะถูกลบออกและแทนที่ด้วยออกซิเจน การหายใจเป็นจุดเริ่มต้นของการแลกเปลี่ยนก๊าซ ออกซิเจนเข้ามาโดยการหายใจเข้าในขณะที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกขับออกโดยการหายใจออก
ระบบทางเดินหายใจมีความรับผิดชอบในการจัดหาออกซิเจนที่ร่างกายต้องการในการทำงาน ระบบอื่น ๆ ทั้งหมดพึ่งพาออกซิเจนเพื่อให้สามารถทำงานและรักษาร่างกายให้ทำงานตามที่ควรเพื่อดำรงชีวิต อวัยวะและเนื้อเยื่อทางเดินหายใจทำงานร่วมกันในกระบวนการที่สมบูรณ์ที่เรียกว่าการหายใจ ในระหว่างการหายใจก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนจะถูกสลับซึ่งส่งผลให้ออกซิเจนผ่านไปยังเลือดในขณะที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกไล่ออก
ปอดดึงออกซิเจนเข้าไปทางจมูกและปาก ออกซิเจนเข้าสู่ถุงลมในปอดที่เรียกว่าถุงลม alveoli เป็นสถานที่สำหรับแลกเปลี่ยน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต้องผ่านการแพร่กระจายเพื่อแลกเปลี่ยน นี่คือกระบวนการที่ช่วยลดความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อให้มีการจัดการที่ดีขึ้นโดยระบบทางเดินหายใจ
ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะสูงกว่าในเซลล์ที่ใช้งานมากกว่าที่อยู่ในเส้นเลือดฝอย ด้วยเหตุนี้เซลล์จึงทิ้งคาร์บอนไดออกไซด์ลงในเส้นเลือดฝอยเพื่อนำออกเนื่องจากมีการติดตั้งเพื่อจัดการกับปริมาณ ในเส้นเลือดฝอยนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำรวมตัวกันก่อตัวเป็นไบคาร์บอเนต ส่วนผสมนี้เดินทางไปยังฝอย alveoli และผสมกับไอออนไฮโดรเจนเพื่อสร้างกรดคาร์บอนิก จากนั้นถุงลมจะสามารถขับไล่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกไปด้วยลมหายใจแต่ละอันทำให้กระบวนการแลกเปลี่ยนแก๊สในระบบทางเดินหายใจสิ้นสุดลง
การกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากร่างกายเป็นสิ่งสำคัญ แม้ว่าจะเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการสร้างพลังงานของร่างกาย แต่ก็เป็นอันตราย ปัญหาระบบทางเดินหายใจใด ๆ ที่ทำให้ลดการหายใจสามารถทำให้เกิดการสะสมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด ปัญหาระบบทางเดินหายใจที่พบบ่อย ได้แก่ ถุงลมโป่งพองและโรคหลอดลมอักเสบเรื้อรัง การสะสมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดอาจทำให้เกิดอาการชักง่วงและตายในที่สุด
การแลกเปลี่ยนก๊าซในระบบทางเดินหายใจคล้ายกับการทำงานของระบบอื่นเป็นส่วนสำคัญของการทำงานของร่างกายเพื่อรักษาสภาพร่างกายให้แข็งแรง ร่างกายมนุษย์อาศัยออกซิเจนอย่างหนักในการทำงานได้ดีในทุกระดับ คาร์บอนไดออกไซด์ใช้พื้นที่ที่มีค่าและเป็นอันตรายดังนั้นร่างกายจึงทำการกำจัดมัน
