Die Diffusion von Sauerstoff aus dem Wasser in das Blut wird durch den Unterschied in der Sauerstoffkonzentration zwischen den beiden Umgebungen gesteuert. Die Sauerstoffkonzentration im Wasser ist höher als im Blut, sodass sich Sauerstoffmoleküle auf natürliche Weise von einem Bereich höherer Konzentration in einen Bereich niedrigerer Konzentration bewegen. Dieser Prozess wird durch das Vorhandensein spezieller Strukturen in den Kiemen von Wassertieren, wie z. B. Lamellen, erleichtert, die die für den Gasaustausch verfügbare Oberfläche vergrößern.