Door te ademen kan gaswisseling plaatsvinden; zuurstof diffundeert dan het bloed in en koolstofdioxide eruit. Er is zuurstof nodig voor de verbranding van voedsel, waarbij energie vrijkomt voor een groot aantal processen. Voorts wordt met de ademhaling koolzuur verwijderd, dat wordt geproduceerd bij de verbranding van voedingsstoffen. De concentratie van koolzuur in het bloed wordt geregeld door het ademcentrum in de hersenen.

De ingeademde lucht stroomt via de luchtpijp of trachea die zich bij de carina splitst in twee bronchiën, die haar verder voeren in een systeem van steeds meer, maar steeds fijner vertakte pijpjes, tot ze uiteindelijk terechtkomt in de zeer kleine longtrechtertjes. De wanden daarvan zijn uitgestulpt tot longblaasjes, alveolen. Deze worden omgeven door een netwerk van uiterst fijne bloedvaatjes, veel dunner dan een haar. De zuurstof in de blaasjes passeert onder invloed van de concentratiegradiënt een heel dun vlies (membraan) en komt zo in het bloed. Daar wordt de zuurstof voor het grootste deel aan hemoglobine gebonden.

Ademhalen is meestal onbewust. In de hersenstam bevindt zich een speciaal gebied, het ademhalingscentrum. Dit centrum reguleert op basis van de koolzuurconcentratie in het bloed de ademhaling en houdt zo het koolzuurgehalte in het bloed vrijwel constant. Daarmee wordt tegelijkertijd de zuurstofconcentratie in het bloed op peil gehouden. Als de ademhaling door ziekte bemoeilijkt is, ontstaat een benauwdheidsgevoel dat men dyspneu noemd, dit benauwdheidsgevoel is het gevolg van een verhoogde koolzuurconcentratie en/of een verlaagde zuurstofconcentratie in het bloed, de longen kunnen de koolzuurconcentratie niet meer op het juiste peil houden. Er komt dan een extra aantal hulpspieren in actie. Om de werking van die spieren te vergemakkelijken, ziet men benauwde dieren dikwijls rechtop staan.

De longen zijn goed beschermd. In de luchtwegen (neus en keelholte, strottenhoofd en luchtpijp) wordt de ingeademde lucht gezuiverd van grotere stofdeeltjes, voorverwarmd en vochtig gemaakt. Koude winterlucht is al op temperatuur (30 graden Celsius) voor zij de longen bereikt. Voor het schoonhouden van de luchtwegen dient een uitgebreid slijmtransportsysteem van (trilharen) op het slijmvlies van de luchtpijp en de bronchiën. Deze transporteren neergeslagen deeltjes weer naar het strottenhoofd, waar slijm met stofdeeltjes onder normale omstandigheden ongemerkt worden ingeslikt. Als daarbij moet worden gehoest is er sprake van een abnormale situatie, mogelijk een symptoom van ziekte, meestal een meer of minder ernstige luchtweginfectie.