Det mesta syre transporteras till blodet genom diffusionsprocessen. Diffusion är förflyttning av molekyler från ett område med hög koncentration till ett område med låg koncentration. När det gäller syre transporteras det från lungorna, där koncentrationen av syre är hög, till blodbanan, där koncentrationen av syre är låg. Diffusionen av syre in i blodomloppet sker genom väggarna i alveolerna, som är små luftsäckar i lungorna. Alveolerna är kantade med kapillärer, som är små blodkärl. Kapillärernas väggar är mycket tunna, vilket möjliggör enkel diffusion av syre från alveolerna till blodet.