1. Havalandırma: Nefes alma sırasında diyafram ve kaburgalar arası kaslar kasılarak göğüs boşluğunu genişletir ve havanın akciğerlere akmasına neden olur. Havanın bu hareketi, atmosfer ile intraplevral boşluk (akciğerler ve göğüs duvarı arasındaki boşluk) arasındaki basınç gradyanı ile kolaylaştırılır.
2. Yayılma: Hava akciğerlere girdiğinde, oksijen alveollerden (akciğerlerdeki küçük hava keseleri) difüzyon yoluyla kan dolaşımına geçer. Alveoller, gaz alışverişini sağlayan küçük kan damarları olan kılcal damarlarla kaplıdır. Alveollerdeki yüksek oksijen konsantrasyonu ve kılcal damarlardaki düşük oksijen konsantrasyonu, oksijen moleküllerinin alveollerden kılcal damarlara hareketini sağlayan bir konsantrasyon gradyanı yaratır.
3. Hemoglobin Bağlanması: Kılcal damarların içinde oksijen, kırmızı kan hücrelerinde bulunan bir protein olan hemoglobine bağlanır. Hemoglobinin oksijene karşı yüksek afinitesi vardır, bu da onun vücutta büyük miktarlarda oksijen taşımasına olanak tanır. Her hemoglobin molekülü dört oksijen molekülüne bağlanarak oksihemoglobin oluşturabilir.
4. Perfüzyon: Pulmoner dolaşım, akciğerlerden gelen oksijenli kanın vücudun geri kalanına dağıtılmasını sağlar. Kalp, oksijeni giderilmiş kanı sağ ventrikülden pulmoner arterler yoluyla akciğerlere pompalar. Bu oksijeni giderilmiş kan, alveollerdeki kılcal damarlardan geçerek oksijeni alır ve oksijenlenir. Oksijenli kan daha sonra pulmoner damarlar yoluyla kalbe geri döner ve aort aracılığıyla vücudun geri kalanına pompalanır.
Bu mekanizmalar sayesinde akciğer dokusu oksijenlenir ve akciğerler ile kan dolaşımı arasında oksijen ve karbon dioksit değişimine izin verir. Oksijenli kan daha sonra vücuttaki çeşitli dokulara ve organlara taşınarak, vücudun fizyolojik süreçleri için enerji üreten hücresel solunum için gerekli oksijeni sağlar.