直接呼吸和间接呼吸

在小型水生动物如拖鞋或水螅中，气体交换是一个非常简单的过程：溶解氧从周围水中扩散到细胞中，二氧化碳扩散出去，不需要任何特殊的呼吸系统。这种呼吸方式称为直接呼吸​​，因为身体的细胞直接与环境交换氧气和二氧化碳。

随着更加高度组织化、复杂形式的出现，每个动物细胞与环境之间的直接气体交换变得不可能。

需要某种类型的间接呼吸，涉及专门用于此功能的身体结构。专门的器官必须有一个薄壁（该壁的膜必须是半透性的），以免阻碍扩散；它必须始终具有湿润的表面，以便氧气和二氧化碳可以溶解在水中；最后，必须有充足的血液供应。鱼、蟹、小龙虾和许多其他动物都发育出鳃来进行间接呼吸；高等脊椎动物——爬行动物、鸟类和哺乳动物——发达的肺；蚯蚓利用湿润的皮肤进行呼吸；昆虫有气管 - 穿透整个身体并通过毛孔与外部环境沟通的管道。

在间接呼吸过程中，身体细胞与环境之间的气体交换包括两个阶段 - 外部和内部。外部呼吸包括使用专门的呼吸器官（例如哺乳动物的肺）在外部环境和血液之间扩散进行气体交换。内部呼吸涉及血液和身体细胞之间的气体交换。

呼吸的这两个阶段之间的气体转移是由循环系统进行的。