Respirasi eksternal mengacu pada pertukaran gas melintasi membran pernapasan paru-paru. Satu sisi membran pernapasan, udara alveolar terletak di luar tubuh. Darah yang kehabisan oksigen, yang diangkut dari jaringan metabolisme, mengalir melalui kapiler paru di mana oksigen berdifusi dari udara alveolar ke dalam darah. Karbon dioksida berdifusi keluar dari darah ke udara alveolar. Tekanan parsial oksigen (PO2) dalam darah meningkat hingga 100 mmHg. Tekanan parsial karbon dioksida (PCO2) dalam darah adalah 45 mmHg sedangkan udara alveolar adalah 40 mmHg. Oleh karena itu, pertukaran karbon dioksida terjadi dari darah ke udara alveolar. Pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi sampai kesetimbangan setiap gas terbentuk. PO2 akhir adalah 100 mmHg dan PCO2 adalah 40 mmHg dalam darah yang meninggalkan paru-paru.