气体交换原理是肺泡与血液以及组织与血液间气体交换是通过扩散进行的，气体扩散遵守物质扩散的一般规律。混合气体中，每种气体分子运动所产生的压力为该气体的分压，气体分子从压力高的区域向压力低的区域扩散。影响气体交换的主要因素是气体分压差、溶解度、分子量，呼吸膜面积与厚度，肺通气/血流量比值等。呼吸膜的厚度不仅影响气体扩散的距离，也影响膜的通透性。气体扩散速率与呼吸膜的厚度成反比，呼吸膜越厚，扩散速率就越慢。正常情况下，呼吸膜很薄，通透性大，红细胞与呼吸膜的距离很近，有利于气体交换。在病理情况下，如肺纤维化、肺水肿等，呼吸膜增厚，直接影响换气功能。