De meeste zuurstof wordt via diffusie naar het bloed getransporteerd. Diffusie is de beweging van moleculen van een gebied met een hoge concentratie naar een gebied met een lage concentratie. In het geval van zuurstof wordt het vanuit de longen, waar de zuurstofconcentratie hoog is, naar de bloedbaan getransporteerd, waar de zuurstofconcentratie laag is. De diffusie van zuurstof in de bloedbaan vindt plaats via de wanden van de longblaasjes, dit zijn kleine luchtzakjes in de longen. De longblaasjes zijn bekleed met haarvaten, dit zijn kleine bloedvaten. De wanden van de haarvaten zijn erg dun, waardoor zuurstof gemakkelijk vanuit de longblaasjes naar het bloed kan worden getransporteerd.