又称Fick定律。气体通过一层组织膜的速率和组织膜的面积呈正比，和两侧气体的压力差呈正比，和组织厚度呈反比。

气体：气体弥散速率；

A：弥散面积；

P₁，P₂：该气体在弥散面两侧的分压力；

T：弥散面组织厚度；

D：弥散常数，由该气体溶解度和分子量决定，D∝溶解系数/√分子量

由于CO₂溶解系数=0.567,分子量为44；O₂的溶解系数=0.0239,分子量为32。所以CO₂的弥散常数是氧分子的20倍,CO₂的弥散能力也是O₂的20余倍。因此，临床上考虑弥散功能时主要是指氧的弥散功能而言。人的气血屏障即肺泡毛细血管膜的面积十分巨大，约50～100m²，厚度<0.5μm，因此是极理想的弥散组织。

正常情况下，红细胞流经肺毛细血管的时间为0.75s。但红细胞流经毛细血管在0.3～0.35s内血红蛋白的O₂即可达到相应的饱和度。生理情况如运动，或者在发热等不正常情况，虽然红细胞流经毛细血管时间缩短，仍不致影响到血红蛋白与氧的结合。而且肺泡毛细血管膜因某些疾病情况增厚时，运动使红细胞流注毛细血管的时间缩短，氧弥散时间不足，血氧饱和度下降，并显示肺泡气与动脉血间氧分压差增大。