Solunum sistemi fizyolojisi, kan ile atmosfer arasındaki gaz değişimini sağlayan bir sistemdir. Solunum organlarıyla dış ortamdan alınan oksijen ile içeride bulunan karbondioksidin yer değişimiyle oluşmaktadır. Solunum organlarına alınan oksijenin hücrelere taşınması ve hücredeki karbondioksidin solunum organlarına getirilmesine iç solunum denilir. Hücrelerdeki besinlerin oksijenle veya oksijensiz yakılıp ATP üretilmesine hücresel solunum denir. Tek hücrelilerde oksijenin alınması ve karbondioksidin atılması hücre yüzeyinden difüzyonla olur. Sünger ve sölenterlerde özelleşmiş solunum sistemi yoktur. Sudaki erimiş oksijeni vücut yüzeyleri ile alır karbondioksidi aynı yolla atarlar. Solunum dörde ayrılır. Bunlar;

• Deri solunumu
• Solungaç solunumu
• Trake solunumu
• Akciğer solunumu

Deri solunumu genel olarak bu solunum çeşidi solucanlarda görülmektedir. Yassı ve yuvarlak solucanlarda dolaşım sistemi yoktur. Kan damarları bulunmaz oksijen ve karbondioksit vücut yüzeyinden alınıp verilir. Toprak solucanından deride goblet hücreleri çıkardıkları mukoz salgıyla vücudun nemli olması sağlarlar. Havadaki oksijen vücut sıvısında eritilerek alınır. Sırt damarına geçen oksijen bütün vücuda yayılır. Kurbağa ve semender erginlerinde de deri solunumu görülür. Oksijenin %25'nin alınmasını deri sağlar.

Solungaç solunumu suda yaşayan canlılarda görülür. Kurbağa larvaları, deniz solucanları, bazı yumuşakçalar, kabuklular ve balıklarda bulunur. İplik tüy ve yaprak şeklinde olabilirler. Bir solungaç çok sayıda kılcal damar taşıyan ince bir hücre tabakasından oluşur. Solungaçlar da gaz değişimi, solungacı çeviren sudaki erimiş oksijen ile, kılcal damarlarda dolaşan kan arasında olur. Balıklarda ağız boşluğu içinde kıkırdaktan yapılı dört tane solungaç yayı bulunur. Balıklar ağızları ile devamlı su alırlar. Alınan sudaki erimiş oksijen, su solungaç yaprakları arasından geçerken difüzyonla kana, kandaki karbondioksit ise suya geçer. Karbondioksitli su solungaç yarığından suya verilir.

Trake solunumu ise eklem bacaklılar da böcekler, çok ayaklılar, bazı kabuklular ve araknitlerde görülür. Trake solunumu yapan canlılarda kan oksijen ve karbondioksit taşımaz. Kanda alyuvar, hemoglobin gibi yapılar bulunmaz ve kan renksizdir. Trakelere gaz giriş çıkışı vücut ve kanat hareketleri ile sağlanır. Böceklerin karın halkalarının alt tarafında sağlı sollu yarık şeklinde stigma denilen açıklıklar bulunur. Stigmadan giren hava iç organlara kadar uzanan trake sistemi ile taşınır. Örümcek ve akrepte özel solunum organı olan kitapsı trake bulunur.

Akciğer solunumu memeli canlılarda ve insanda akciğerle bağlı olarak alveoller bulunur. Kurbağa ve semender erginlerinde, sürüngen, kuş ve memelilerin tümünde görülür. Akciğerlerin vücut içinde bulunuşu solunum solunum yüzeyinin daima nemli kalmasını sağlar. Akciğerlerin hacimlerine yüzeyleri organizma gruplarının enerji ihtiyaçlarına göre değişkenlik gösterir. Kurbağalarda akciğer basit kese şeklinde bir yapıdır. Kesenin duvarları fazla kıvrımlı değildir. Akciğerler doğrudan bronşla ağız boşluğuna açılır. Trake bulunmaz. Sürüngenlerde akciğer duvarlarının iç kısmı bölmelere ayrılmış, solunum yüzeyi kurbağalara göre daha genişlemiştir. Kuşlarda akciğerler ve hava keseleri bulunur. Hava keseleri akciğerlere bağlanmıştır. Hava keseleri uzun kemiklerin içine, hatta derinin içindeki bağ dokuya kadar uzanır. Kuşlarda alveol bulunmaz. Kuşların akciğerleri esnek değildir. Uçma sırasında hava basıncı ile hava akciğerlere girer, uçma kaslarının hareketi ile de hava keselerinden dışarıya pompalanır. Memelilerde akciğerlerde alveol denilen kesecikler bulunur. Çeperleri ince ve nemlidir. Kılcal damarlarla çevrilidir. Gaz değişimi kılcal damarlardaki kirli kanla, alveollerde bulunan hava arasında olur. Solunum sistemiyle ilgili yapıların özellikleri şunlardır.

• Solunum organlarının duvarları ince yapıdadır. Buda gaz alışverişini kolaylaştırır.
• Solunum organlarının yüzeyleri genişletilmiştir. Solunum gazlarının difüzyonunu artırır.
• Solunum organlarının yüzeyleri nemlidir.

İnsanda solunum sistemi ise akciğerleri ve akciğerlere hava taşıyan borulardan meydana gelmiştir. Burun, ağız, yutak, gırtlak, soluk borusu, bronşlar da solunumda rol oynar. Burun havayı temizler ve ısıtır. İnsan solunum sisteminin de solunum sisteminin ilk organıdır. Soluk borusu ise ağız boşluğunun son kısmında yer alan yutağa, soluk borusu bağlanır. Başlangıç kısmına gırtlak denir. Kıkırdaktan yapılıdır. Soluk borusunun dış kısmında bağ dokusundan yapılmış koruyucu doku bulunur. Akciğerler kalp ile göğüs boşluğunu dolduran pembemsi renkli ve esnek dokulu bir organdır. Sağ ve sol olmak üzere iki bölümden oluşur. Akciğerler gaz değişiminin gerçekleştiği hava keselerinden meydana gelmiştir. Her bir akciğerde 300 milyon kadar alveol bulunur.

Soluk alma akciğerlere hava dolmasıdır. Bu sırada diyafram kası kasılarak düzleşir. Kaburga arası kaslar kasılarak kaburga uçlarını yukarı doğru kaldırır. Akciğerler genişler, hacmi artar, içindeki hava basıncı düşer, dışarıdaki hava akciğerlere dolar. Soluk verme akciğerlerdeki havanın dışarı verilmesidir. Bu sırada diyafram kası gevşeyerek kubbeleşir. Kaburga arası kaslar gevşer. Kaburga uçlarının aşağıya doğru inmesine sebep olur. Akciğerler daralır, basınç artar ve geri yayılma basıncının da etkisiyle akciğerlerdeki hava atmosfere verilir.