呼吸器系は、人体に酸素を取り入れ、二酸化炭素を排出する生命維持に不可欠なシステムです。鼻腔から始まり、咽頭、喉頭、気管、気管支を経て肺に至る一連の器官から構成されており、それぞれが独自の役割を果たしながら連携して機能しています。
呼吸器系は大きく上気道と下気道に分類されます。上気道は鼻腔、咽頭、喉頭（声帯より上部）を含み、主に空気の導入、濾過、加湿、加温を担当します。下気道は喉頭（声帯より下部）、気管、気管支、肺を含み、空気の輸送と最終的なガス交換を行います。このような階層的な構造により、外気を取り入れて肺胞で血液とガス交換を行い、不要な二酸化炭素を体外に排出する一連のプロセスが実現されています。
各器官はその機能に適した特殊な構造を持っています。鼻腔は鼻毛と粘液による濾過、豊富な血管による加温、粘液分泌による加湿を行い、吸入空気を肺に適した状態に整えます。喉頭は会厳軟骨による気道保護と声帯による発声機能を兼ね備えています。気管はC字型の軟骨輪で支えられて常に開いた状態を保ち、内面の線毛上皮が異物を上方へ運搬します。気管支は樹枝状に分岐し、空気を肺の末梢へ分配し、平滑筋による収縮と弛緩で気流を調節します。そして肺は約3億から6億個の肺胞を持ち、テニスコート1面分にも相当する広大な表面積で効率的なガス交換を実現しています。
呼吸運動は横隔膜と肋間筋の協調的な収縮・弛緩により行われます。安静時の呼吸では横隔膜が主要な役割を果たし、吸気時に下方へ移動して胸腔の容積を増加させ、肺内に陰圧を生じさせて空気を引き込みます。運動時など換気量が増加する際には、肋間筋や補助呼吸筋も動員され、より活発な呼吸が可能になります。このように呼吸器系の各器官と呼吸筋が密接に連携することで、生命活動に必要な酸素の安定的な供給が維持されています。