「深呼吸」はこの項目へ転送されています。その他の用法については「深呼吸 (曖昧さ回避)」を、呼吸のその他の用法については「呼吸 (曖昧さ回避)」を、類義語の換気（ventilation）については「換気 (医学)」をご覧ください。
外呼吸のガス交換の概略図（分圧単位：kPa、7.5倍するとmmHgの値）。酸素（O2）を含んだ空気を吸気し、細胞呼吸で酸素が減り二酸化炭素（CO2）が多くなった血液と空気の間でガス交換し、呼気として吐き出す。

生物における呼吸（こきゅう、英: breathing）は、以下の2種類に分けられる[1]。
細胞呼吸（または内呼吸）：血液と細胞とのガス交換。細胞が最終二酸化炭素 (CO2) を放出する異化代謝系。

外呼吸：空気と血液とのガス交換。多細胞生物体が外界から酸素を取り入れ、体内で消費して二酸化炭素 (CO2) を放出すること

広義には最終電子受容体として酸素を用いない『嫌気呼吸』もその意味合いに含まれるが、通例では呼吸とは酸素を用いる好気呼吸として用いる。
細胞呼吸　好気呼吸の概略図詳細は「細胞呼吸」を参照

細胞呼吸または内呼吸は酸素や栄養素からアデノシン三リン酸(ATP)として化学エネルギーを取り出し、老廃物を排出する生物の各細胞で起こる一連の異化代謝反応である[2][3]。取り出したエネルギーは生合成、運動、細胞膜を介した分子輸送などに使われる。
外呼吸
生物の呼吸

酸素を利用するに当たっては、動物の場合全身の細胞にくまなく酸素を行き渡らせるため、血液によって酸素を運搬する必要がある。節足動物・軟体動物などではヘモシアニン、脊椎動物では、赤血球中のヘモグロビンがこの役割を担う。

血中への酸素取り込みは、植物の場合葉などの気孔と樹皮の皮目で、魚類・水棲甲殻類はエラ呼吸で、陸上の昆虫は気門の呼吸、両生類は幼生時にはエラ呼吸、成体時には肺呼吸、爬虫類、鳥類、哺乳類は肺呼吸で行う。エラ呼吸は水流の一定の流れを利用するが、肺は出口がひとつしかないため吸気、呼気を繰り返すことで定期的に肺内の空気を交換しなければならない。このために行う胸郭運動を呼吸運動と呼び、これをやめることはできない。呼吸運動は随意運動であると同時に、脳幹の呼吸中枢（ヒトでは延髄にある）によって自動的に制御される。そのため睡眠中も不随意な呼吸運動が保たれる。この中枢機構に問題があり、睡眠時に呼吸不全に陥る疾患が先天性中枢性肺胞低換気症候群である。
哺乳類の呼吸
肺や筋肉の動き詳細は「呼吸筋」を参照.mw-parser-output .tmulti .thumbinner{display:flex;flex-direction:column}.mw-parser-output .tmulti .trow{display:flex;flex-direction:row;clear:left;flex-wrap:wrap;width:100%;box-sizing:border-box}.mw-parser-output .tmulti .tsingle{margin:1px;float:left}.mw-parser-output .tmulti .theader{clear:both;font-weight:bold;text-align:center;align-self:center;background-color:transparent;width:100%}.mw-parser-output .tmulti .thumbcaption{background-color:transparent}.mw-parser-output .tmulti .text-align-left{text-align:left}.mw-parser-output .tmulti .text-align-right{text-align:right}.mw-parser-output .tmulti .text-align-center{text-align:center}@media all and (max-width:720px){.mw-parser-output .tmulti .thumbinner{width:100%!important;box-sizing:border-box;max-width:none!important;align-items:center}.mw-parser-output .tmulti .trow{justify-content:center}.mw-parser-output .tmulti .tsingle{float:none!important;max-width:100%!important;box-sizing:border-box;align-items:center}.mw-parser-output .tmulti .trow>.thumbcaption{text-align:center}}肋骨による「ポンプハンドル運動」と「バケツハンドル運動」胸郭の拡大における呼吸筋の拡大。上図のような肋骨の動きはポンプハンドル運動（英語版）と呼ばれる。肋骨下部が正中線から外側に向かって下方に傾斜しており、バケツハンドル運動（英語版）を可能にしている。呼吸安静時の呼吸筋の挙動。左図は空気の吸入時、右図は空気の排出時を表す。収縮した筋肉は赤で、弛緩した筋肉は青で示されている。胸腔(水色)の拡大には、横隔膜の収縮が大きく関わる。同時に、肋間筋が肋骨を上向きに引っ張ると、吸入中に胸郭が拡張する。空気の排出中に肋間筋が弛緩すると、胸郭と腹部(薄緑色)は弾性的に元の位置に戻る。力強い呼吸を行っているときの筋肉の挙動。左図は空気の吸入時、右図は空気の排出時を表す。図中の色も安静時のものと配色は同じである。横隔膜のより強力で大きな収縮に加え、肋間筋とその付属筋が動くことによって肋骨の上方への動きが大きくなり、胸郭のより大きな拡張が起こる。空気の排出時には、肋間筋の弛緩とは別に、腹筋が大きく収縮して胸郭を下方に引き下げて胸郭の容積を減少させると同時に、横隔膜を胸郭の奥深くまで押し上げる。吸気と呼気における筋肉の動きを示す図

哺乳類の肺は自ら膨らまずに、胸腔の容積が増加したときのみ膨張する[4][5]。ヒトにおいては、他の哺乳類同様に主に横隔膜の収縮によって肺は膨らむが、肋間筋（英語版）が収縮して胸郭が上向きおよび外向きに引っ張られることでも膨張される[6]。力強い呼吸では、肋骨や胸骨から頸椎や頭蓋底にかけて存在している呼吸補助筋(多くの哺乳類では鎖骨へもつながっている)がポンプハンドル運動（英語版）やバケツハンドル運動（英語版）を通常時の呼吸より大きくしており、胸腔の容積にさらなる変化をもたらしている[6]。空気を排出する際にはこれらの筋肉がすべて弛緩し、胸部や腹部の筋肉が「安静位」と呼ばれる位置に戻る[6]。 この時、肺には機能的残気量（英語版）分の空気が残る。ヒトの成人ではその空気量は2.5?3.0Lである[6]。

運動中や過呼吸時など激しく呼吸している時には、空気の排出は安静時と同様にすべての呼吸筋の弛緩によっておこるが、この時腹筋も強く収縮し、胸郭の前面と側面が下方に引っ張られる[6]。これにより胸郭のサイズが小さくなるだけでなく、腹部の臓器が横隔膜の方へと押し上げられ、胸郭内へと深く膨らむ。空気を排出しきった後の肺の容量は安静時の機能的残気量より少なくなる[6]。しかしながら、通常哺乳類では肺が完全に空になることはない。成人では、空気の排出した後も少なくとも1Lの空気が残っている[6]。
空気の輸送詳細は「:en:Respiratory tract」を参照
上気道

空気は鼻から出入りする。鼻腔は非常に狭く、前方で鼻中隔により2室に、奥の方では鼻甲介によって何室かに分けられている。[7] このため、鼻の粘膜が空気の吸入時や排出時に空気にさらされ、その空気が湿った粘液から水分を奪い、鼻腔付近の血管から熱を奪って、喉頭に到達する頃には空気中の水蒸気がほぼ飽和しており、温度も体温とほぼ変わらない温度になっている[6]。この水分や熱の一部は排気する際に乾燥して冷えた鼻の粘膜を潤し、暖める。粘り気のある鼻の粘液は吸入した粒子状物質の多くを捕らえ、これらが肺に到達するのを防いでいる[6][7]。
下気道下気道.
気管

主気管支

肺葉気管支

区域気管支

細気管支

肺胞管

肺胞

鼻腔、咽頭、喉頭よりも奥に存在する呼吸器系の組織は気管、気管支と次第に細かく狭い気道に分岐している。ヒトの気管や気管支上部には平均23個の分岐が、マウスには最大13個の分岐が存在しており、より奥の気管支や肺胞に空気を送る機能を持つ。また、肺の内部に存在する気管支の下部や肺胞はガス交換に特化している[6][8]