気道に入った空気の内、死腔の領域に入った空気はガス交換に利用されずに次の呼気で外界に排出される。呼気が終わると死腔は肺胞の空気で満たされ、その空気は吸気の際に肺胞に戻される最初の空気となり、次の呼気ではこの空気が先に吐き出される。典型的な成人の死腔容積は約150mlである。
ガス交換詳細は「ガス交換」を参照

呼吸の主目的は、肺胞内の空気を入れ替え、血液中のガス交換を行うことである。拡散によって肺胞内の空気の分圧と肺胞の血管における血液内の気体成分の分圧の平衡化が起こる。呼気の後には成人の肺は2.5?3.0 Lの空気が残るが、この空気が機能的残気量（英語版）(FRC)と呼ばれる。吸気時には、新しい暖かく湿った空気約350mLが肺に流入し、FRCとよく混ざるため、FRCの組成は呼吸の前後でほとんど変化しない。肺の毛細血管の血液と肺内の一定の空気組成が常に平衡となり、動脈血中の気体の拡散速度が各呼吸で一定に保たれるため、あらゆる人体組織の血液では酸素濃度や二酸化炭素濃度が呼吸サイクルによっては大きく変化しない。このため呼吸数の恒常性は、動脈血中の酸素と二酸化炭素の分圧にのみ依存しており、その結果血液のpHも一定に保たれる[6]。
潜水反射

冷水に顔を沈めると、潜水反射（英語版）と呼ばれる反応が起こる[9][10]。この反応ではまず、気道への水の流入を防ぐため気道を塞ぐ。また、代謝率も次第に低下していく。これは四肢や腹部にある内臓における動脈の激しい血管収縮を起こし、潜水開始時に血液と肺にある酸素を心臓と脳に供給するために確保するためのものである[9]。習慣的に潜水するペンギンやアザラシ、クジラなどの生物でよく起こる反応である[11][12] ヒトにおいては大人より幼児や子どもに対して起こりやすい[13]。
ヒトの呼吸

ヒトの呼吸は脈拍、血圧、体温と並んで生命活動の客観的な徴候となるバイタルサインの1つである[14]。
呼吸数

ヒトは出生すると外呼吸を開始する。新生児では健常であっても1分間に30回程度の呼吸をしているものの、成長と共に1分間当たりの呼吸数は次第に減少し、健常な成人の呼吸数は1分間に12回から20回（安静時）とされている[15]。老化とともに肺の伸縮性は低下し、成人期と同じガス交換を行うのに必要な呼吸数は増加する[15]。

ヒトの呼吸量[16]状態呼吸量（?/分）酸素取込み量（?/分）
安静時6-100.3
運動時1003

この呼吸数は、自律神経により無意識に調整されるが、意識的に行うこともできる。自律神経では、末梢性化学受容器（英語版）や機械受容器で検知した刺激を呼吸中枢( Respiratory center )にて判断され調整が行われる。この呼吸中枢への刺激は、動脈血中の二酸化炭素量の増加が特に強く、つぎに血のpH低下（アシドーシス）、そのほかに体温上昇・運動・低酸素・精神疾患などの刺激を受けると呼吸を速めて換気を行おうとする。逆に刺激を弱める要因としては、高濃度の酸素・二酸化炭素量の低下・pH上昇（アルカローシス）・体温や代謝の低下などがあり、高濃度酸素を吸入させると、呼吸が停止したり呼吸が緩慢となる[17]。
呼吸の型と割合

ヒトの呼吸の型には腹式呼吸、胸式呼吸（英語版）、胸腹式呼吸がある[15]。呼吸の割合（呼吸パターン）は通常は吸気1、呼気1.5、休息期1のリズムで繰り返す[18]。
異常呼吸の種類

異常呼吸には以下の種類がある[19]。

呼吸量の異常

呼吸回数の異常

無呼吸

減少「徐呼吸（9 回/分以下）」

増加「頻呼吸（25 回/分以上）」


1回換気量の異常

減少「低呼吸（低換気）」

増加「過呼吸（過換気）」



リズムの異常

周期的な異常

チェーンストークス呼吸 （原因：脳疾患・心不全・尿毒症など）


不規則な異常

持続吸息性呼吸

群息呼吸

あえぎ呼吸（下顎呼吸、死戦期呼吸）

ビオー呼吸（失調性呼吸）



リズムと呼吸回数の異常

クスマウル呼吸（頻度が減少し、一回の呼吸が深くなる）


その他の異常

起座呼吸喘息や心不全の際に、伏せた状態では呼吸が辛くなるため、上体を起こして行う呼吸[20]


その他、特殊な呼吸

日本の海に潜って魚介類を採取する海女は、浮上した際に過呼吸になって気を失わないよう口笛を吹く「磯笛」と呼ばれる呼吸を行う[21]。
脚注^ ⇒呼吸器系のしくみと働き（国立大学病院データベースセンター）
^ Schmidt-Rohr, K. (2020). "Oxygen Is the High-Energy Molecule Powering Complex Multicellular Life: Fundamental Corrections to Traditional Bioenergetics” ACS Omega 5: 2221-2233. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b03352
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