Mục đích cơ bản của việc thở là làm mới không khí trong phế nang để quá trình trao đổi khí diễn ra trong máu. Sự cân bằng áp suất riêng phần của khí trong máu phế nang và không khí phế nang xảy ra bằng cách khuếch tán. Sau khi thở ra, phổi của người trưởng thành vẫn chứa 2,5–3 L không khí, dung tích còn lại chức năng của họ hoặc FRC. Khi hít phải, chỉ có khoảng 350 mL không khí mới, ấm, ẩm được đưa vào và được trộn đều với FRC. Do đó, thành phần khí của FRC thay đổi rất ít trong chu kỳ thở. Điều này có nghĩa là máu ở phổi, mao mạch luôn cân bằng với thành phần không khí tương đối ổn định trong phổi và tốc độ khuếch tán với khí trong máu động mạch không đổi theo mỗi nhịp thở. Do đó, các mô cơ thể không tiếp xúc với sự thay đổi lớn về căng thẳng oxy và carbon dioxide trong máu do chu kỳ thở gây ra, và các cơ quan nhận cảm hóa học ngoại vi và trung tâm chỉ đo lường sự thay đổi dần dần của các khí hòa tan. Vì vậy, việc kiểm soát nội môi của nhịp thở chỉ phụ thuộc vào áp suất riêng phần của oxy và carbon dioxide trong máu động mạch, sau đó cũng duy trì độ pH không đổi của máu.[8]