Tlen pozyskany w płucach podczas wymiany gazowej trafia z krwi do komórek ciała i staje się substratem w procesie oddychania komórkowego. W procesie tym produktem ubocznym uwalniania energii jest dwutlenek węgla, który przetransportowany przez osocze krwi do płuc staje się elementem wymiany gazowej.
Wymiana gazowa i oddychanie komórkowe nie mogą zachodzić niezależnie – jeden proces dostarcza elementów niezbędnych do drugiego i odwrotnie.