Solunum fizyolojisi, solunum sisteminin vücutta ihtiyaç duyulan gaz alışverişini dış ortamdan sağlayarak ve dolaşım sisteminin yardımıyla solunumu düzenleyerek üstlendiği görevleri inceleyen bilim dalıdır. Solunum, yaşamın devamı için hayati öneme sahip bir sistemdir. Solunum fizyolojisi dört farklı aşamada değerlendirilir.

Solunum fizyolojisi, ventilasyon (nefes alma ve verme), difüzyon (yayılma), perfüzyon ve solunumun düzenlenmesi aşamalarını içerir.

Ventilasyon, atmosferden alınan havanın akciğerlere, buradan da atmosfere geçmesiyle gerçekleşen harekettir. Bu süreç nefes alma (inspirasyon) ve nefes verme (ekspirasyon) olarak iki aşamada gerçekleşir. Bu aşamalar, kasların yardımıyla olur. Diyaframın hareketi, göğüs kafesinde ön-arka çapta artış ve azalma, kaburgaların yukarı ve aşağı hareketi, göğüs kafesinin uzaması ve kısalmasıyla solunum gerçekleşir.

Inspirasyon kasları, diyafram, sternokleidomastoid kaslar, kaburgalar arasındaki kaslar, kürek kemiğini yükselten kaslar, ön serratuslar, skalenler ve omurga kaldırıcı kasları içerir. Bu kasların kasılması sonucunda göğüs kafesi genişler ve akciğerlerin genişlemesiyle birlikte hava basıncı azalır, böylece atmosferdeki hava akciğerlere dolar.

Ekspirasyon kasları ise karın kasları, iç interkostaller ve aşağıdaki serratusları içerir. Ekspirasyon, akciğerlerde bulunan havanın dışarı atıldığı pasif bir eylemdir. Soluk almanın aksine, bu süreçte akciğerler küçülür ve basınç artar. Akciğerlerdeki basınç, atmosfer basıncının üzerinde olduğu için hava dış ortama gönderilir.

Difüzyon, akciğerlere dolan havanın alveollere ilerlemesiyle gerçekleşir. Oksijen, alveoller çevresindeki kılcal damarlara geçerken, buradaki karbondioksit alveollere geçiş yapar. Bu gaz değişimi, parsiyel basınç farkı nedeniyle gerçekleşir.

Perfüzyon, solunum sürecinde oksijen ve karbondioksitin taşınmasını içerir. Alveollerden difüze olan oksijen, plazmada çözünmüş halde ya da alyuvar içindeki hemoglobine bağlanarak taşınır. Dokulara verilecek oksijen, buradaki karbondioksit parsiyel basıncına göre ayarlanır. pH değeri ve kan ısısı da bu süreçte etkili rol oynar. Karbondioksit taşınması ise oksijen gibi plazmada çözünmüş olarak ya da hemoglobine bağlanarak gerçekleşir.