في الوضع الطبيعي يوجد غاز الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في بلازما الدم في نفس الوقت، إلا أنّ نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون قليلة جداً مقارنة بغاز الأكسجين في الشرايين والعكس في الأوردة، ولكن لا تكون هذه الغازات موجودة بشكل حر في بلازما الدم بل يتم حملها من خلال هيموجلوبين خلايا الدم الحمراء بشكل رئيسي.
يعتبر مستوى كلا الغازين مؤشرًا مهمًّا على حالة الجسم بشكلٍ عام، وعلى حالة الرئة ومدى حموضة الدم بشكل خاص، لذلك يتم أخذ عينة من الدم ودراسة نسبة هذه الغازات في الكثير من الحالات المرضية خاصة تلك التي تؤثر على الرئتين.
يتم تبادل هذه الغازات بشكلٍ مستمر داخل جسم الإنسان حيث يتم نقل غاز الأكسجين من الحويصلات الهوائية في الرئة إلى الأوعية الدموية المنتشرة في غشاء هذه الحويصلات لتصل إلى هميوجلوبين خلايا الدم الحمراء الموجودة في هذه الأوعية الدموية، ومن ثم يتم نقل غاز الأكسجين إلى خلايا جسم الإنسان، وبالاتجاه المعاكس يتم نقل غاز ثاني أكسيد الكربون الذي تم أخذه من مخلفات العمليات الحيوية في جسم الإنسان إلى الحويصلات الهوائية ليتم التخلص منه عبر عملية التنفس.