অ্যারোবিক রেসপিরেশন দ্বারা শক্তি উৎপাদনে অক্সিজেন প্রয়োজন এবং উপজাত হিসাবে কার্বন ডাই-অক্সাইড উৎপন্ন হয়। ফলে কার্যকরভাবে কোষে অক্সিজেন সরবরাহ এবং কোষ হতে কার্বন ডাই-অক্সাইড নিষ্কাশন করার প্রযোজনীয়তা তৈরি হয়। ক্ষুদ্রজীবে, যেমন এককোষী ব্যাকটেরিয়ায়, এই বায়ু বিনিময় পদ্ধতি পুরোপুরিভাবে সরল ব্যপনের মাধ্যমে হয়ে থাকে। বৃহৎ জীবে যা সম্ভব নয়, কারণ বায়ুমন্ডল হতে ব্যপনের মাধ্যমে অক্সিজেন গ্রহণ করার জন্য ক্ষুদ্র একটি অংশই মাত্র তার বহিরাবরনের নিকটে থাকে। দুটি প্রধান অভিযোজন জীবের জন্য বহুকোষীয়তা অর্জন সম্ভব করেছে: একটি কার্যকারী সংবহনতন্ত্র (circulatory system) যা দেহের গভীরতম কলাসমূহে রক্তের মাধ্যমে গ্যাসের আদান প্রদান করে, এবং একটি বৃহৎ অভ্যন্তরীণায়ীত শ্বসনতন্ত্র (respiratory system) যা বায়ুমন্ডল হতে অক্সিজেন আহরণ করে দেহে সর্বরাহ করার কাজকে কেন্দ্রীভূত করে, যেখান থেকে একে দ্রুত সংবহনতন্ত্রে ছড়িয়ে দেওয়া যায়।

বায়ু-শ্বাসী মেরুদন্ডীদের শ্বাসপ্রশ্বাস একটি ধারাবাহিক পর্যায়ে সম্পন্ন হয়। বায়ু শ্বাসনালীর মাধ্যমে প্রাণীর ভেতরে প্রবেশ করে- যা সরিসৃপ, পাখী এবং স্তন্যপায়ী প্রানীর ক্ষেত্রে প্রায়শ নাক, ফ্যারিংক্স, ল্যারিংক্স, ট্রাকিয়া (বায়ুনালীও বলা হয়), ব্রাংকাই ও ব্রাংকিওল; এবং শ্বসন বৃক্ষের (respiratory tree) প্রান্তিক প্রশাখা সমূহ দ্বারা গঠিত। স্তন্যপায়ী প্রানীর ফুসফুসগুলো প্রচুর অ্যালভিওলাইয়ের দ্বারা গঠিত, যা বায়ু বিনিময়ের জন্য বৃহৎ পৃষ্ঠতল সরবরাহ করে থাকে। অ্যালভিওলাইয়ের পৃষ্ঠদেশের উপরে সূক্ষ কৌশিকনালীর একটি জালিকার ভেতর দিয়ে রক্ত চলাচল করে। বায়ু হতে প্রাপ্ত অক্সিজেন অ্যালভিওলাইয়ের ভিতরে রক্তপ্রবাহে ব্যপিত হয়, এবং কার্বন ডাই-অক্সাইড রক্ত হতে অ্যালভিওলাইয়ে ব্যপিত হয়, উভয়ই পাতলা অ্যালভিওলিয় পর্দার (alveolar membrane) ভেতর দিয়ে সম্পন্ন হয়।

বায়ু টানা এবং ছাড়া ঘটে থাকে পেশীর দ্বারা; আদিযুগের চতুশ্পদ্বীদের ক্ষেত্রে, ফুসফুসে বায়ু টেনে নিত ফ্যারিন্জিয় পেশী, পক্ষান্তরে সরীসৃপ, পাখী এবং স্তন্যপায়ীরা আরও জটিল পেশীকংকালতন্ত্র ব্যবহার করে। স্তন্যপায়ীতে একটি বড় পেশী, ডায়াফ্রাম (তদুপরি অন্তস্থঃ আন্তঃপাজরীয় পেশীসমূহ), বায়ু চলাচল চালায় পর্যায়ক্রমিকভাবে আন্তঃবক্ষীয় (intra-thoracic) আয়তন ও চাপ পরিবর্তনের মাধ্যমে; আয়তনের বৃদ্ধি ঘটালে এবং সেকারণে ভেতরের চাপ কমে গিয়ে বায়ুপথ দিয়ে বায়ু ভিতরে প্রবেশ করে, এবং আয়তন হ্রাস ও চাপ বাড়িয়ে এর বিপরীত ঘটনা ঘটান হয়। স্বাভাবিক শ্বাসপ্রশ্বাসে, শ্বাসত্যাগ একটা অক্রিয় ঘটনা যেখানে কোন পেশী সংকোচন হয় না (মদ্ধোচ্ছদা শিথিল থাকে)।

এই বায়ু টেনে নেওয়া এবং ছাড়ার আরেক নাম বায়ুচলন (ventilation)। সর্বোচ্চ পরিমাণ বায়ু টেনে নেওয়ার পর সর্বোচ্চ যে পরিমাণ বায়ু একজন ব্যক্তি নিঃসৃত করতে পারে তাকে অপরিহার্য ধারনক্ষমতা (Vital capacity) বলা হয়। একজন ব্যক্তির অপরিহার্য ধারনক্ষমতা স্পাইরোমিটারের (spirometry) সাহায্যে নির্ণয় করা যায়। অন্যান্য শরীরবৃত্ত্বিয় পরিমাপের সমন্নয়ে, অপরিহার্য ধারনক্ষমতা ফুসফুসের রোগ নির্ণয়ে সাহায্য করে।

সরীসৃপ ফুসফুস
এভিয়ান (পাখির) ফুসফুস
শ্বাসপ্রশ্বাস সংক্রান্ত কাজ
স্তন্যপায়ীর ফুসফুস