La membrana placentaria es casi tan eficiente como los pulmones para el intercambio gaseoso. El transporte de gases (oxígeno [O2], dióxido de carbono [CO2] y monóxido de carbono [CO]) a través de la placenta se realiza mediante difusión simple. La interrupción del transporte de oxígeno durante varios minutos pone en peligro la supervivencia del embrión o del feto.
Los nutrientes constituyen la mayor parte de las sustancias transportadas de la madre al feto. El agua se intercambia con rapidez mediante difusión simple, al igual que la glucosa producida por la madre y la placenta. Los aminoácidos y vitaminas necesarios para el crecimiento fetal requieren de transporte activo. Se produce un escaso o nulo intercambio de colesterol, triglicéridos y fosfolípidos maternos.
Además, a través de la placenta la madre también intercambia con el feto hormonas (testosterona, progestágenos, etcétera), electrolitos y anticuerpos.
Cabe mencionar que, en la primera mitad de la gestación, las estructuras para la función respiratoria del feto ya están establecidas. Poco después, éste es capaz de efectuar movimientos respiratorios aislados que son verdaderas inspiraciones y espiraciones; sin embargo, aún no puede mantener el automatismo respiratorio. Estos movimientos "prerrespiratorios" no tienen relación directa con el abastecimiento de oxígeno, el cual es suministrado por la placenta. Los alveolos pulmonares aspiran fluido (líquido amniótico) en lugar de aire. Durante el parto, las contracciones uterinas exprimen los pulmones del bebé, extrayendo dicho fluido. Asimismo, cuando el tórax fetal atraviesa el conducto pelviano, se elimina el resto del líquido. Esto permite que una vez nacido y terminada la compresión, el árbol pulmonar se llene de aire.
