Akciğer dokusu tarafından emilen oksijen kan ile hücrelere taşınmalıdır. Oksijen kanda iyi erimediği için, kanda bulunan bir kırmızı kan pigmenti, hemoglobin, oksijen ile kimyasal olarak birleşir. Bu pigment olmasa kandaki oksijen miktarı yüz misli az olurdu. Ancak pigment ile oksijenin birleşmesi oldukça zayıftır. Oksijene gereksinimi olan hücrelere gelince pigment oksijeni yine bırakır ve oksijen hücrelere geçer.

Karbondioksit kanda oksijenden daha çabuk eridiği için bunun taşınması için özel bir pigment gerekmez. Karbondioksit kanda temel olarak bikarbonat biçiminde taşınır ve kendini kırmızı yuvalara kısmen bağlar. Daha sonra akciğerlere taşınır ve buradan dışarı atılır.

Bronş boruları: Bronş boruları burundan akciğerlerin içine kadar uzanır. Bu sistem burnu (ya da ağzı), boğazı, gırtlağı ve çeşitli dallarıyla nefes borusunu içerir.

Burun: Ağızdan nefes alıp vermek olanaklıdır, ama burundan solunum daha sağlıklıdır. Özel yapısı nedeniyle burun, ağzın genel olarak yapamayacağı birçok işlevi yerine getirir. Burun, burun delikleri arasındaki bölme (septum) ve burun boşluğundaki kıvrımlı kemikler aracılığıyla birçok dar aralığa bölünür. Bu nedenle hava burun içinde her zaman bir duvara yakın geçer. Bu duvarlar büyük ölçüde kıllı bir dış tabaka ile kaplıdır. Bu doku tabakasında hücrelerin aralarında ve dış yüzeylerinde hücre başına yaklaşık 250 adet kıl bulunur. Bu hücreler sümük ve sulu bir sıvı salgılarlar. Kıllar sürekli titreyerek sümük tabakasını boğaz yönünde harekete geçirirler. Toz zerrecikleri ve bakteriler sümük tabakasına yapışırlar ve bir kez boğaza geldikten sonra kolaylıkla yutulabilirler. Bronş borularının geri kalan kısmı da kıllı bir tabaka ile örtülü olduğu için akciğerler olanaklı olduğu kadar temiz ve mikropsuz kalırlar. Bu kılların titreşimini kuru hava (sıcak, kuru evler), ve sigara içmek engeller. Eğer üç sigara üst üste içilirse, kılların hareketi bütünüyle durur. İçe çekilen hava da sümük tabakasındaki nem ile nemlendirilir; ağızdan solunum ise insanın boğazının çok daha çabuk kurumasına yol açar. Bronş borularında ilerledikçe havadaki su buharı doyum noktasına ulaşır. Eğer insan soğuk bir nesne üzerine nefesini verirse, bu su buharı yeniden damlacıklar oluşturur, nesnenin yüzeyi buğulanır. Sümük dokusu tabakasının altında çok sayıda kan damarı bulunduğu için hava çok çabuk ısınır.

Boğaz: Boğaz hem bronş borularının, hem de sindirim sisteminin bir parçasıdır. Yiyeceklerin bronş borularına girmesini engellemek için yutkunurken gırtlak kapatılabilir. Bu gırtlak kapakçığının (epiglot) işlevidir. Epiglot gırtlağın ön tarafına bağlıdır ve dilin arkasında, yukarı doğru bir çıkıntı halinde yükselir.

Dil ile gırtlak kapağı arasında sığ bir boşluk bulunur. Bazen yuttuğumuz haplar bu boşluğa takılır. Gırtlağın ikinci bir işlevi daha vardır: ses üretimi.

Nefes borusu: Nefes borusu gırtlaktan aşağı inen 11cm uzunluğunda bir borudur. Yarı yolda, göğüs boşluğunda iki dala (sol ve sağ ana bronşlara) ayrılır. Sol bronş nefes borusuyla daha dik bir açı oluşturur. Bu nedenle insanın boğazına kazayla bir fıstık kaçsa, genellikle sağ akciğere gider. Nefes borusunun ve borunun ana dallarının duvarı boyunca düzenli aralıklarla at nalı biçiminde sert halkalar bulunur. Bunlar nefes borusunun ve ana bronşların büzülmesini önler. Ana bronşlar akciğerlerin içine uzanır ve burada daha küçük bronşlara ayrılırlar. Bu dalların en küçüklerine bronşiyol denir. Bunların çapı 1mrn'den fazla değildir.

Akciğerler: Akciğerler bir kaç loba (parçaya) ayrılır: sağ akciğerde üç, sol akciğerde iki lop vardır. Kalp ile aynı tarafta olduğu için sol akciğer daha küçüktür. Asıl akciğer dokusu nefes borusunun dalların etrafında oluşur ve bu dokunun içinde ince hava kesecikleri bulunur. Bu hava kesecikleri bir üzüm salkımı gibi hava keseciklerinin kanallarına (bronşiyollerin genişlediği yere) bağlanır. Her bir hava keseciğinin duvarında ince hücreler vardır, bunların dış yüzeyini kılcal damarlar sarar. Akciğerlerde bulunan toplam hava keseciği sayısının 900 milyon civarında olduğu sanılmaktadır. Bu keseciklerin çok sık ve birbirine bitişik olması akciğere sünger görünümü verir. Oksijen ve karbondioksit değişimi küçük kan dolaşımının kılcal damarlarında olur.

Akciğer dokusunun etrafında iki tabakadan oluşan göğüs zarı bulunur. İç tabaka akciğerler dokusuna, dış tabaka ise göğüs duvarına bağlıdır. Birbirine yakın olan bu iki tabaka ince bir sıvı tabakasıyla birbirinden ayrılır ve hareket edebilirler.

Solunum hareketleri: Normal olarak diafragmanın ve kaburga kemikleri arasındaki kasların (inter kostal kaslar) çekilmesi solunum hareketlerine neden olur. Bu kaslar gerilince göğüs boşluğu genişler. Nefes verilince kaslar gevşer. Diyafragma yine küresel bir biçim alır, göğüs kendi ağırlığıyla iner ve esnek olan akciğerler küçülür. Solunumun güç olması halinde nefes alırken bazı boyun kasları ve nefes verirken karın kasları yardımcı olabilir. Bu yardımcı solunum kaslarının çekilmesi bazen bir astım nöbeti sırasında çok açık bir biçimde görülebilir. Bazı insanların (özellikle yaşlı erkekler ve kaburgaları zedelenmiş olanlarda) solunumları belirgin biçimde karındandır: yani solunum hemen hemen yalnızca diyafragma aracılığıyla olur. Diyafragma çekilince, daha yassı olur ve bağırsaklar daha ileri çıkar, bunun sonucunda karın daha yuvarlak bir biçim alır.

Normal olarak solunum kendiliğinden olur. İnsanlar nefes alıp verirken yaptıkları işi düşünmezler. İnsanın isteyince nefesini tutması ve daha hızlı nefes alıp vermesi olanaklıdır, ama bu çok uzun bir süre boyunca yapılamaz. İnsan nefesini bir süre tuttuktan sonra yeniden nefes alıp verme isteği dayanılmaz hale gelir. İnsan üst üste bir kaç kez derin nefes alıp verince (hipervantilasyon) bir süre yeniden nefes alıp verme gereksinimini duymaz. İnsanın isteyerek, örneğin deniz altında yüzdüğü için, çok uzun ve derin nefes almak çok tehlikeli olabilir. Çok uzun ve derin solunum kandaki oksijen miktarını hemen hiç arttırmaz (çünkü kan normal solunum aracılığıyla zaten maksimum miktarda oksijen içermiş durumdadır ve bir yedek oluşturmak olanaksızdır). Öte yandan karbondioksit miktarı çok azalır. Karbondioksit miktarı yeniden çok yükselmedikçe, insan yine nefes alıp verme gereksinimini duymaz. Ama bazen bu istek duyulduğunda çok geç kalınmış olunabilir: yüzme çabası çok miktarda oksijenin kullanılmasına yol açar ve sonuçta oksijen miktarı öylesine azalabilir ki yüzücü kendini kaybeder. Bu durum karbondioksitin solunum uyarıcısı olarak bir işlev gördüğünü ortaya koymaktadır. Karbondioksit, solunum merkezindeki bazı hücreleri doğrudan etkileyerek solunum kasları üzerinde etki sağlar.