Die Lungenbläschen werden von einem Netz feinster Blutgefäße, sogenannte Haargefäße [Kapillaren: ca. 1000 Blutgefäße = 1 Kapillarnetz pro Lungenbläschen] umsponnen. Es ist der Ort des sogenannten Gasaustausches: Austausch von Sauerstoff [O₂] aus den Lungenbläschen und Kohlendioxid [CO₂] aus den Blutgefäßen.

Hierbei strömt das O₂ aus der eingeatmeten Luft durch die Wand der Lungenbläschen und die der feinsten Blutgefäße ins Blut [Diffusion]. Diese Schichten werden in der Medizin als alveolokapilläre Membran zusammengefasst.

Im Blut bindet sich das O₂ an die roten Blutkörperchen [Erythrozyten]. Diese fahren den nun gebundenen O₂ wie ein Taxi durch den Blutkreislauf überall hin. Im Muskel oder auch in anderen Organen (Herz, Gehirn etc.) gibt das Blut O₂, Nährstoffe und andere wichtige Substanzen ab und nimmt Abfallstoffe auf [Stoffwechsel]. Der wichtigste Abfallstoff ist das CO₂. Dieses entsteht in den Zellen (z. B. der Muskeln), wann immer der Körper arbeitet, aber auch durch den normalen Betrieb der Organe. Es wird im Austausch gegen den Sauerstoff an die roten Blutkörperchen gebunden und auf entgegen gesetztem Weg zurück gepumpt. Wieder in den Haargefäßen der Lungenbläschen angekommen, strömt es seinerseits durch die Wand der Blutgefäße sowie die der Lungenbläschen (macht also Platz für neues O₂) und kann von dort dann abgeatmet werden.

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