Processo fisiologico che consiste nella diffusione dell'ossigeno dall'aria negli alveoli dei polmoni al sangue dei capillari polmonari, dove esso si lega all'emoglobina contenuta all'interno dei globuli rossi. Questo processo, così come quello inverso subito dall'anidride carbonica (CO2), che dal sangue dei capillari polmonari si diffonde nell'aria alveolare, è possibile in virtù della differenza di pressione parziale dell'aria alveolare e quella dei gas presenti nel sangue. Nell'aria alveolare infatti l'ossigeno ha una pressione di 100 mmHg, l'anidride carbonica di 40; nel sangue venoso l'ossigeno ha pressione di 40 e l'anidride carbonica di 46: cosicché ogni gas passa dal luogo in cui ha pressione maggiore verso quello dove ha pressione minore. In questo modo nel sangue in uscita dai capillari polmonari l'ossigeno avrà una pressione parziale di 100 mmHg, l'anidride carbonica di 40. Ogni alterazione degli scambi gassosi a livello polmonare può essere causa di insufficienza respiratoria, caratterizzata da una riduzione della pressione parziale dell'ossigeno nel sangue arterioso. Un altro tipo di ossigenazione è invece quello che consiste nell'ossidazione di una sostanza per fissazione dell'ossigeno.

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