Wymiana gazowa (
ang. gas exchange) – proces, w czasie którego dochodzi do
dyfuzji gazów i ich wymiany pomiędzy całym organizmem a jego otoczeniem (
wymiana gazowa zewnętrzna) oraz pomiędzy płynami ustrojowymi a tkankami (
wymiana gazowa wewnętrzna). Wymiana gazowa u organizmów fotosyntetyzujących jest związana z takimi procesami jak
fotosynteza,
oddychanie komórkowe i
fotooddychanie, u
organizmów heterotroficznych wymiana gazowa związana jest tylko z procesem oddychania komórkowego. W potocznym znaczeniu oddychanie jest błędnie zawężane do wymiany gazowej.