El sistema respiratorio está compuesto principalmente por los pulmones, situados en la cavidad pleural; también por estructuras que forman la porción conductora (nariz, faringe, laringe, tráquea, bronquios y bronquiolos) y una porción propiamente respiratoria (bronquiolos respiratorios, sacos alveolares y alveolos). En la última porción se realiza el intercambio gaseoso después del nacimiento, cuando los pulmones se expanden. Durante la vida prenatal, la sangre fetal recibe el oxígeno por medio del intercambio con la sangre materna en la placenta.

Divertículo respiratorio.

El sistema respiratorio se origina como un divertículo medio ventral de la pared de la faringe inmediatamente caudal a la eminencia hipobronquial, denominado divertículo respiratorio o esbozo pulmonar, a mediados de la cuarta semana (25 somitas). Por tanto, el epitelio de revestimiento interno de la laringe, la tráquea y los bronquios, al igual que el de los pulmones, tiene origen endodérmico (parénquima). Los componentes cartilaginosos, musculares y tejido conectivo de la tráquea y los pulmones, en cambio, se derivan del mesodermo esplácnico (estroma). En etapa temprana, el esbozo pulmonar se comunica ampliamente con el intestino anterior pero, cuando el divertículo se extiende en dirección caudal, queda separado por una hendidura cuyos bordes se fusionan de manera progresiva. Al fusionarse estos rebordes forman un tabique, el tabique traqueoesofágico, y el intestino anterior queda entonces dividido en una porción dorsal, el esófago y otra ventral, la tráquea y los esbozos pulmonares.

Maduración pulmonar.

Durante los dos primeros trimestres y hasta llegar al séptimo mes de desarrollo intrauterino, los bronquiolos se dividen continuamente en conductos cada vez más pequeños al tiempo que su vascularización aumenta de manera progresiva. El cambio del epitelio cúbico de los bronquiolos respiratorios a células cada vez más planas durante el desarrollo pulmonar, prepara a los pulmones desde el punto de vista estructural para hacer posible la respiración. Ya en el séptimo mes, hay suficientes capilares para el normal intercambio de gases y permitir la supervivencia del recién nacido, es decir, que sea viable. En el octavo y noveno mes de vida intrauterina y algunos años después del nacimiento, el número  de sacos terminales aumentan progresivamente. Las células planas de revestimiento de los sacos y alveolos, que son la mayoría, reciben el nombre de células epiteliales alveolares de tipo I o septales, las cuales se adelgazan de manera que, los capilares circundantes sobresalen o protruyen hacia el interior de los sacos alveolares. El íntimo contacto que se establece entre las células epiteliales tipo I de los alveolos y las endoteliales de las paredes de los capilares, junto a otros componentes, representa la barrera sangre-aire o barrera hematogaseosa. Los movimientos respiratorios del feto comienzan antes del parto y ocasionan la aspiración de líquido amniótico. Estos movimientos son importantes porque estimulan el desarrollo de los pulmones y el acondicionamiento de los músculos para la respiración. Cuando esta se inicia en el momento del nacimiento, la mayor parte del líquido que ocupa los pulmones es reabsorbido rápidamente por los capilares sanguíneos y linfáticos, mientras que otra parte es expulsada por la tráquea y los bronquios durante el parto. Se calcula que en el momento del nacimiento solo existe alrededor de 10 % de los alveolos que corresponden a una persona adulta y su formación continúa durante los primeros 10 años de vida.

Fluido del pulmón fetal.

Antes del nacimiento, los pulmones se encuentran ocupados por el líquido o fluido pulmonar fetal, compuesto por electrólitos y proteínas, siendo sintetizado y secretado por los alveolos y por el epitelio de las vías aéreas. La circulación del líquido va hacia la tráquea y sale al espacio amniótico; se genera una diferencia de presión entre el pulmón y el espacio amniótico que mantiene distendida las vías aéreas y los alveolos. Previamente al parto, la producción de este líquido disminuye bruscamente. La administración experimental de epinefrina (a dosis similares a las que presenta el feto en el parto), detiene la secreción de fluido pulmonar e inicia su reabsorción. En el parto, la cantidad de fluido ha disminuido en un tercio. Durante la fase activa de este y la expulsión, el volumen se reduce en otro tercio. Al entrar el aire a los pulmones no solo desplaza líquido, sino que también disminuye la presión hidrostática de la circulación pulmonar e incrementa el flujo sanguíneo de esta. Cerca de 10 % del líquido sale de los pulmones por los vasos linfáticos, los que a su vez drenan hacia el conducto torácico y de este a la vena cava superior.

Incidencia geneticomolecular en el desarrollo del sistema respiratorio.

La morfogénesis de los pulmones continúa después del nacimiento y la estabilización del patrón morfológico no ocurre hasta, aproximadamente, los 8 o 10 años de edad. El mesodermo que rodea al endodermo controla la extensión de la ramificación del árbol respiratorio. De forma experimental se ha demostrado que, el mesodermo que rodea la tráquea inhibe la ramificación de esta, mientras que el que rodea los bronquios promueve la ramificación. En el sitio de la bifurcación, la proliferación de las células epiteliales disminuye o se inhibe por el depósito adyacente de colágena tipo I y III, fibronectina y proteoglicanos que estabilizan la morfología de los puntos de bifurcación, al tiempo que crecen.