Der Atem wird als die Menge der bewegten Luft definiert, die Atmung aber bezeichnet den gesamten Stoffwechselprozess, bei dem der Körper aus Sauerstoff Energie gewinnt, die für die Verbrennung der Nahrung notwendig ist und am Ende Kohlendioxid abatmet.

Ein Erwachsener saugt mit einem normal ruhigen Atemzug zwischen 0,5 und 0,8 Liter Luft ein.

In 70 Lebensjahren sind das in etwa 300.000 Kubikmeter Luft.

Die Atmung wird vom Atemzentrum im Gehirn gesteuert. Es reagiert sensibel auf verschiedene Atemreize, der größte dabei ist das Kohlendioxid im Blut. Wenn sich zuviel Kohlendioxid im Blut befindet, veranlasst das Atemzentrum den Atemapparat mehr, tiefer, schneller zu atmen und damit das CO2 abzugeben – und gleichzeitig Sauerstoff zuzuführen.

Es werden vermehrt rote Blutkörperchen, die Erythrozyten, und ein weiterer Sauerstoffspeicher, das Myoglobin gebildet. Je mehr von ihnen vorhanden sind, desto mehr Sauerstoff kann ins Blut und damit in die Organe bzw. Muskeln gelangen. Je mehr Sauerstoff wir zur Verfügung haben, desto mehr Fett verbrennen wir, weil diese direkt vom Sauerstoff abhängig ist.

Luft ist ein Gasgemisch aus Stickstoff (78%), Sauerstoff (21%) sowie etwas Argon (0,9%) und Kohlendioxid (0,05%).

Die Blutgefässe überziehen wie ein Spinnennetz die Lungenbläschen, so dass sich zwischen Blut und Luft nur noch ein Abstand von einem tausendstel Millimeter befindet. Entlang dieser Mini-Distanz wird auf der einen Seite der Sauerstoff der frischen Atemluft an die roten Blutkörperchen abgegeben und wandert mit dem Blutfluss zu den Organen. Andererseits löst sich das Kohlendioxid von den roten Blutkörperchen ab und wird über die Lungenbläschen mit dem Ausatmen aus unserem Körper transportiert.

In sauerstoffärmerer Höhe, werden Atemfrequenz und -tiefe gesteigert sowie der Sauerstofftransport ins Blut beschleunigt. Der "Sauerstoff-Partialdruck", die Aufnahmefähigkeit von Sauerstoff für das Blut, ist tiefer, je höher man geht. Ein Gen wird gebildet, das für die Bereitstellung des Erythropoetin verantwortlich ist. Dieses Gen bewirkt, dass die Kapillaren in den Muskeln verstärkt gebildet werden, d.h. dass man mehr Sauerstoff verbrauchen kann.

Beim Asthma entzünden sich die Atemwege chronisch. Asthmatiker leiden unter Atemnot, weil die Bronchien überempfindlich auf bestimmte Allergene reagieren und sich dann die Atemmuskulatur zusammenzieht, sich die Atemwege also verengen. Jedes zehnte Kind leidet in Deutschland heutzutage unter Asthma bronchiale. Meistens weil die Eltern zu Hause rauchen.

Wer schnarcht, hat einen schwachen Muskeln im Rachenbereich: das Gaumensegel. Wenn der entspannte Muskel im Sog der Atemluft flattert, hören wir das Schnarchgeräusch. Schnarcher leiden oftmals – auf Grund der erschlafften Rachenmuskulatur - an Atemaussetzern, die bis zu einer halben Minute dauern können, was eine extreme Belastung für das Herz darstellt.