经肺通气进入肺泡的新鲜空气与血液进行气体交换，氧气从肺泡顺着分压差扩散到静脉血，而静脉血中的二氧化碳，则向肺泡扩散。这样，静脉血中的氧分压逐渐升高，二氧化碳分压逐渐降低，最后接近于肺泡气的氧分压和二氧化碳分压。由于氧气和二氧化碳的扩散速度极快，仅需约0.3s即可完成肺部气体交换，使静脉血在流经肺部之后变成了动脉血。一般血液流经肺毛细血管的时间约0.7s，因此当血液流经肺毛细血管全长约1/3时，肺换气过程基本上已完成。

一般将气体在1mmHg分压差作用下，每分钟通过呼吸膜扩散的气体毫升数称为肺扩散容量（pulmonary diffusion capacity，Dv），即：

DL=V/|P（A）—P（C）|

上式中V是每分钟通过呼吸膜的气体容积（ml/min），P（A）是肺泡气中该气体的平均分压，P（C）是肺毛细血管血液内该气体的平均分压。肺扩散容量是测定呼吸气通过呼吸膜能力的重要指标。正常人安静时氧气的肺扩散容量约为20ml/（min·mmHg），二氧化碳的肺扩散容量为氧气的20倍。运动时肺扩散容量增加；肺疾病情况下，肺扩散容量可因有效扩散面积减小或扩散距离增加而降低。