In der Einatmungsluft befinden sich verschiedene Gase, welche entsprechend ihrer Konzentration einen "Partialdruck" besitzen, der sich zum Gesamtdruck (≈ atmos-phärischer Druck) aufsummiert. Der Sauerstoffpartialdruck kann aus dem Anteil des Sauerstoffs am Gas (FIO₂) und diesem Gesamtdruck berechnet werden. In den Bronchien tritt Wasserdampf (H₂O) in das Gasgemisch. Da der Gesamtdruck gleich bleibt, reduziert sich die die Summe der Partialdrücke der anderen Gase um den Partialdruck des Wasserdampfs. In den Alveolen kommt es schließlich zum Austausch von O₂ gegen CO₂ aus dem venösen Kreislauf, wobei das Verhältnis zwischen beiden von der Ernährung abhängt. Insgesamt ist also die Sauerstoffkonzentration in der Alveole wesentlich kleiner als in der Einatmungsluft.

Bei vielen Erkrankungen kommt es zu einem Abfall der Sauerstoffkonzentration im Blut. Aber warum? Dieses könnte daran liegen, dass zu wenig Sauerstoff in die Alveole gelangt. Oder die Diffusion des Sauerstoffs aus der Alveole ins Blut ist behindert. Da man die Sauerstoffkonzentration in der Alveole schlecht messen kann, muss man sie mit Hilfe physikalischer Gleichungen berechnen.