Über den Mund und die Nase gelangt die Luft in den Rachen und die Luftröhre; die Luftröhre wird im Brustkorb in zwei Äste geteilt, einen rechten und einen linken Ast (Hauptbronchus). In den Lungenflügeln teilen sich diese beiden Äste in viele kleinere Ästchen auf, diese nennt man dann Bronchien und Bronchiolen. Ganz am Ende dieses Luftkanal-Systems befinden sich die Lungenbläschen (Alveolen) und hier findet auch der eigentliche Gasaustausch mit dem Blut statt, Kohlendioxid wird durch frischen Sauerstoff ersetzt.
Man atmet am besten über die Nase, denn dort wird die Luft gereinigt, erwärmt und angefeuchtet. Eine gesunde Lunge kann jedoch auch noch Fremdstoffe ausfiltern, denn die Bronchien sind mit einer speziellen Schleimhaut ausgestattet. Sie produzieren einen zähen dickflüssigen Schleim, an dem die eingeatmeten Partikel und der Staub haften bleiben. In dieser Schleimhaut befinden sich auch unzählige winziger Flimmerhärchen, die sich durch die Atemluft bewegen und so den Schleim und Dreck wieder aus der Lunge heraus befördern. Dieser wird dann entweder reflexartig ausgehustet oder auch unwillkürlich verschluckt.
Der Brustkorb wird fast vollständig durch die Lunge, die aus einem linken und einem rechten Lungenflügel besteht, ausgefüllt. Sie sind kegelförmig und die obere Spitze liegt direkt unter dem Schlüsselbein. Der breite unter Teil liegt auf dem Zwerchfell auf. Dabei handelt es sich um den wichtigsten Atemmuskel, genauer gesagt um eine Muskelplatte, die den Bauchraum und die Brusthöhle voneinander trennt. Beide Lungenflügel bestehen aus mehreren Lappen und kleineren Läppchen und ein Lungenlappen setzt sich wiederum aus vielen Millionen Lungenbläschen zusammen.
Der innere Brustkorb und auch die Lunge ist von einer Haut überzogen, dem Rippen- und dem Lungenfell, und zwischen beiden befindet sich ein dünner Flüssigkeitsfilm. Die Lunge und der Brustkorb können sich so zwar gegeneinander schieben, aber nicht völlig voneinander lösen, die Lunge macht so jede Bewegung des Brustkorbs mit.
Beim Einatmen handelt es sich um einen aktiven Vorgang, der durch Muskelbewegungen ermöglicht wird, dabei sind die Zwischenrippenmuskeln und das Zwerchfell die wichtigsten Atemmuskel. Des weiteren gibt es noch eine Reihe weiterer Muskeln, die ebenfalls für die Atmung zuständig sind, wie beispielsweise die Brust- und die Rückenmuskulatur. Bei ihnen spricht man auch von „Atemhilfsmuskeln“.
Der Brustkorb dehnt sich durch das Zusammenspiel dieser Muskeln aus und da sich die Lunge nicht vom Brustkorb entfernen kann, wird sie ebenfalls entfaltet. So wird die eingeatmete Luft angesaugt, weil in der Lunge ein Unterdruck entsteht. Wenn man ausatmet, lockern sich die Atemmuskeln, wodurch sich der Brustkorb wieder verengt und die Luft aus der Lunge presst – durch aktives Anspannen der Bauchmuskulatur kann dieser Vorgang allerdings unterstützt werden. Die Lunge bewegt sich täglich ungefähr 20.000 Mal, dabei atmet ein Erwachsener mit jedem Atemzug etwa einen halben Liter Luft ein und aus, dabei tätigt er rund 12 bis 18 Atemzüge pro Minute. Sowohl die Atemfrequenz als auch das Volumen wird bei schwerer Arbeit oder sportlicher Betätigung natürlich deutlich gesteigert.