Akciğer solunumu, havayı soluyan omurgalıların temel solunum organı olan akciğerlerin ana görevidir. Akciğerlerin başlıca işlevi, havada bulunan oksijeni kan dolaşımına katmak ve içerideki karbondioksiti atmosfere çıkarmaktır. Bu görev, akciğerlerde bulunan milyonlarca küçük ve ince duvarlı özelleşmiş hücrelerin mozaiği tarafından gerçekleştirilir. Akciğerler ayrıca solunum dışında başka görevler de üstlenir. Göğüs kafesinin her iki yanında bulunan bu organlar, yapısal olarak bir süngeri andırır. Sol taraftaki akciğer, kalbin o bölgede bulunmasından dolayı daha küçüktür. Akciğerler, göğüs kafesi ve altındaki diyafram kasıyla çevrilmiştir.

Akciğerler, canlıların gelişimine ve harcadıkları enerjiye göre değişiklik gösterir. Örneğin, kurbağalarda akciğerler boş bir keseye benzerken, sürüngenlerde daha gelişmiş bölmeli bir yapıya sahiptir. Ayrıca, oksijen oranının düşük olduğu bölgelerde yaşayan insanların akciğerleri daha büyükken, deniz seviyesinde oksijenin bol olduğu yerlerde yaşayan insanların akciğerleri hacim olarak daha küçüktür.

Canlılardaki her hücre sürekli olarak oksijene ihtiyaç duyar. Örneğin, görme duyusunun sağlanması için milyonlarca hücre oksijen almayı bekler. Her nefeste, canlı vücuduna yaklaşık 100 trilyon hava molekülü girer ve bunun yaklaşık 21 trilyonu oksijen molekülüdür. Solunum ile canlı vücuduna oksijen alınıp karbondioksit dışarı verilir. Alınan oksijen kana karışarak vücudun her yerine ulaşır ve karbondioksit molekülleri ile yer değiştirir. Soluk alma esnasında akciğerler hava dolar ve diyafram kasılarak düzleşir. Göğüs boşluğu ve akciğerler genişleyerek oksijen molekülleri alveollere kadar ulaşır. Oksijen kana geçerken karbondioksit molekülleri hava keseciklerine girerek dışarı atılır.

Akciğer solunumu, ergin kurbağalarda, sürüngenlerde, kuşlarda ve memelilerde görülür. Yüzeyin nemli tutulması için akciğerler vücut içine doğru gelişir. Ergin kurbağalarda akciğerler çok cepli bir haldedir. Ancak bu özellikleriyle yeterli solunumu sağlayamayan ergin kurbağalar, bunun yanı sıra deri solunumu da yaparlar. Sürüngenlerin akciğerlerinde bulunan bölmeler, solunum yüzeyini geliştirmiştir. Kuşlarda ise durum biraz daha farklıdır. Kuşların akciğerleri hava keseleri ve vücut boşluklarında bulunur. Buradaki hava keseleri doğrudan gaz alışverişi yapmakta görev almaz; kuşların uçmasını ve hava depolamasını sağlar. Kuşlar hava keselerine dolan bu gazı iki kez kullanabilirler.

Soluk aldığımız sırada, öndeki hava keselerine kirli hava, arkadaki keselere ise temiz hava dolar. Soluk verdiğimizde ise arkadaki temiz hava akciğerlere, öndeki kirli hava ise dışarı gönderilir. Bu esnada hava akımı tek yönlüdür ve kanın akış yönüyle ters orantılıdır. Bu sayede kuşlar, havanın oksijeninden neredeyse %90 yararlanır, memeliler ise %25'inden yararlanır.

Memeli hayvanlarda hava kesecikleri şeklinde bulunan alveoller bulunur. Bu alveoller, çevresinde kılcal damarlarla kaplanmıştır. Ayrıca bu hayvanlarda karın ve göğüs bölgesinin ayrılmasını sağlayan ve akciğerlerin çalışmasını kolay hale getiren diyafram kası bulunur.