Los alvéolos pulmonares son pequeñas estructuras con forma de bolsa llenas de aire. Se encuentran al final de las vías aéreas más pequeñas de los pulmones: los conductos alveolares, que ramifican de los bronquiolos (los cuales, a su vez, ramifican de los bronquios). Entre los dos pulmones de un adulto humano puede haber 500 millones de alvéolos o más.

Cada alveolo está delimitado por una pared muy fina, donde tiene lugar el intercambio gaseoso entre el aire inspirado y la sangre. La pared filtra el dióxido de carbono (CO2) proveniente de la sangre; al mismo tiempo que deja pasar el oxígeno (O2), para que sea transportado por la sangre a todo el cuerpo.

Esta fina pared está conformada por unas células llamadas neumocitos. Los hay de dos tipos. Los de tipo I ocupan el 95 % de la superficie del alvéolo, son planos y delgados. Los de tipo II tienen forma cúbica y presentan microvellosidades. Estos no participan en el intercambio gaseoso, pero son importantes por segregar sustancias que mantienen la distensión y recuperación del tamaño de los alveolos.

Tanto en el interior de los alveolos como en su espacio intersticial, pueden encontrarse células macrófagas. Estas tienen la misión de capturar y fagocitar partículas que llegan accidentalmente al interior del alvéolo, por ejemplo polvo, polen, bacterias o detritos del propio alvéolo. Curiosamente, un fumador presenta mayor número de macrófagos, pues tiene que intentar eliminar más sustancias tóxicas por el humo del tabaco.

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