Podstawową czynnością układu oddechowego jest zapewnienie wymiany gazowej między organizmem człowieka a otoczeniem. Wymianę gazową w płucach zapewnia prawidłowa wentylacja pęcherzyków płucnych, prawidłowy przepływ krwi przez naczynia włosowate płuc, równomierne rozmieszczenie krwi i wdychanego powietrza w płucach (dystrybucja) oraz prawidłowa dyfuzja, tj. przenikanie gazów: tlenu i dwutlenku węgla poprzez przegrodę pęcherzykowo-włośniczkową. Każdy z wymienionych procesów może ulegać zakłóceniu w chorobach układu oddechowego. Ocena tych zaburzeń jest możliwa dzięki odpowiednim badaniom czynnościowym. Szczególnie przydatne są badania spirograficzne umożliwiające oznaczenie objętości i pojemności płuc oraz testów sprawności wentylacyjnej płuc.
Odchylenia w badaniach spirograficznych mogą występować w różnych zespołach chorobowych. W zależności od rodzaju zmian w badaniu spirograficznym mówi się o zaburzeniach wentylacji typu obturacyjnego (spowodowanych zwężeniem światła oskrzelowego) i restrykcyjnego (spowodowanych zmniejszeniem pojemności życiowej płuc). Przyczyną obturacyjnego upośledzenia sprawności wentylacyjnej płuc jest najczęściej rozlane zwężenie oskrzeli, np. stan zapalny błony śluzowej oskrzeli, jej obrzęk, nacieczenie zapalne i nagromadzenie wydzieliny w świetle oskrzeli, wreszcie skurcz mięśni gładkich oskrzeli. Zaburzenia restrykcyjne występują w przypadkach ograniczenia rozszerzalności oddechowej płuc lub zmniejszenia
ilości tkanki płucnej np. w zapaleniu płuc, po operacyjnym usunięciu * tkanki płucnej, w wysiękowym zapaleniu opłucnej itp.
Badaniem niezwykle przydatnym w ocenie wydolności układu oddechowego jest badanie gazometryczne, pozwalające na oznaczenie ciśnienia parcjalnego tlenu (Po2) i dwutlenku węgla (Pqo) we krwi tętniczej:
norma Pq2 = 80 mmHg (10,66 kPa), Pc0 = 40 mmHg (5,32 kPa).