폐와 인체의 조직 사이에는 여러 가지 기체들이 혈액에 의해 운반되며 높은 부분압 지역에서 낮은 부분압 지역으로 이동한다. 물리학의 법칙에 따라 이들 기체들은 모든 공간에서 지속적으로 부분압의 평형을 이루려고 한다.
기체의 교환은 폐의 폐포(허파꽈리)에서 이루어지며 폐포는 폐 모세혈관과 연결된다. 같은 기체라도 혈액에서의 기체 부분압보다 폐에서의 기체 부분압이 높으면 기체가 폐에서 폐포와 연결된 모세혈관으로 반투막을 통과하여 용해된다. 용해된 기체는 체내에서 혈액에 의해 이동하여 혈액보다 낮은 부분압의 조직에 도달하면 혈액에서 조직으로 이동한다.
조직에 흡수된 기체의 부분압이 폐 속의 기체의 부분압보다 높아지면 기체는 반대로 조직에서 폐로 이동한다. 기체가 조직에서 혈액으로 이동하고 다시 폐로 이동하여 폐포에서 혈액으로부터 반투막을 거쳐 폐의 안쪽 공간부분으로 배출된다.