呼吸系统的主要功能是通过肺部吸入氧气和排出二氧化碳。空气中的氧气被吸入肺部（吸入）。氧气是人体产生能量和维持生命所必需的。二氧化碳是能量生产过程中产生的废物，如果积聚起来会很危险，必须通过肺部将其排出体外，并回流到呼出的空气中（呼出）。呼吸系统与循环系统紧密配合，循环系统将氧气从肺部输送到身体器官，并从器官中清除二氧化碳和将其运送到肺部。
呼吸系统还有助于维持体温（通过调节吸入气体的温度）、排出体内水分（通过呼出气体中的水蒸气）、清除吸入气体中的灰尘和微生物、清除肺部的粘液或其他物质（通过咳嗽和称为纤毛的微小毛发状结构移动）、促进嗅觉（让气体经过鼻腔中的嗅觉器官）以及产生声音（在声带或喉部）。
呼吸系统始于鼻与口腔，经气道延伸至肺。空气需经过鼻腔、口腔、咽部和喉进入呼吸系统。喉的入口被一个小的组织瓣（即，会厌）所覆盖，它在吞咽时自动关闭，从而防止食物或饮料进入气道。
气管是最大的气道。气管分出 2 支较小的气道：左、右主支气管。
每侧肺分成不同的区域（肺叶）：右肺 3 个肺叶，左肺 2 个肺叶。由于左肺与心脏共处于左侧胸腔中，故其体积较右肺小。
肺和气道内部结构图
支气管自身多次分成较小的气道，末梢最狭气道（细支气管）直径只有 0.5 毫米。气道整体像一棵倒置的树，这就是人们常称这部分呼吸系统为支气管树的原因。大气道以半柔软的纤维结缔组织即气管软骨作为支撑。小气道由周围接附在小气道上的肺组织支撑。小气道壁有一层薄且光滑的环形肌肉。气道肌肉可松弛或收缩，从而改变气道大小。
每个细支气管的末端有上千个肺泡（小气囊）。虽然每个肺泡直径不到 0.5 毫米，但肺的数百万个肺泡共同形成一个超过 100 平方米的表面。肺泡壁内是由毛细血管形成的毛细血管网。空气和毛细血管间极薄的屏障使得氧气能够从肺泡进入血液，二氧化碳能够从毛细血管进入肺泡。
胸膜是覆盖肺和胸壁内侧的一层光滑膜。它使得肺在呼吸和人体运动时能够平滑地移动。正常情况下，两层胸膜之间只有少量的润滑液。当肺的大小和形状发生变化时，两层胸膜之间可平滑移动。
