A troca gasosa eficiente nos pulmões depende da manutenção de gradientes de concentração acentuados entre o ar alveolar e o sangue capilar pulmonar. Isso é alcançado através da ventilação alveolar contínua — a substituição regular do ar nos alvéolos por ar fresco, rico em oxigênio, e remoção de ar rico em dióxido de carbono.
Sem esta constante "renovação de ar" (ventilação), os gradientes se achatariam e a troca gasosa diminuiria ou pararia. O ritmo e a profundidade da respiração são precisamente regulados para atender à demanda metabólica e preservar esses gradientes.