酸素存在下において行われる呼吸で酸素呼吸ともいう．肺や皮膚などの呼吸器官により，外界から血液中に酸素を摂取する外呼吸と，その血液を循環して体内の組織に酸素を供給する内呼吸からなる．このとき同時に，組織の代謝により産出される炭酸ガスが酸素と逆の経路で外界に排出される．血液と外気および組織とのガス交換は，基本的にはFickの法則に従う拡散現象としてとらえることができ，濃度こう配に応じて酸素および炭酸ガスが輸送される．その拡散係数は，細胞膜の拡散抵抗や血液中へのガスの解離特性などに依存する．