Pernapasan luar atau pernapasan eksternal adalah proses pertukaran oksigen () dan karbondioksida () antara udara dan darah dalam alveolus paru-paru. Saat sel darah merah (eritrosit) masuk ke dalam kapiler paru-paru, sebagian besar yang diangkut berbentuk ion bikarbonat (). Dengan bantuan enzim karbonat anhidrase, karbon dioksida () dan air () yang tinggal sedikit dalam darah akan segera berdifusi keluar. Reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.
Seketika itu juga, hemoglobin tereduksi (yang disimbolkan HHb) melepaskan ion-ion hidrogen () sehingga hemoglobin (Hb)-nya juga ikut terlepas. Kemudian, hemoglobin akan berikatan dengan oksigen () menjadi oksihemoglobin (disingkat ). Reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.
Proses difusi dapat terjadi pada paru-paru (alveolus), karena ada perbedaan tekanan parsial antara udara dan darah dalam alveolus. Tekanan parsial membuat konsentrasi oksigen dan karbon dioksida pada darah dan udara berbeda. Tekanan parsial oksigen yang kita hirup akan lebih besar dibandingkan tekanan parsial oksigen pada alveolus paru-paru. Dengan kata lain, konsentrasi oksigen pada udara lebih tinggi daripada konsentrasi oksigen pada darah. Oleh karena itu, oksigen dari udara akan berdifusi menuju darah pada alveolus paru-paru.
Sementara itu, tekanan parsial karbon dioksida dalam darah lebih besar dibandingkan tekanan parsial karbon dioksida pada udara. Sehingga, konsentrasi karbon dioksida pada darah akan lebih kecil di bandingkan konsentrasi karbon dioksida pada udara. Akibatnya, karbon dioksida pada darah berdifusi menuju udara dan akan dibawa keluar tubuh lewat hidung.
Jadi, pernapasan luar atau pernapasan eksternal adalah proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida di dalam alveolus paru-paru.