L'hématose désigne le processus par lequel le sang s'oxygène et élimine le dioxyde de carbone, indispensable à la respiration. Ce phénomène, analysé par des auteurs tels que Lorenzo Martini et Ludovic O’Followell, met en évidence l'interaction entre le sang et l'air pulmonaire, rendue possible par la diffusion gazeuse.
Chez les mammifères, elle a lieu à la barrière alvéolo-capillaire, alors que chez les insectes, elle s'appuie sur un système trachéique. Cette fonction, essentielle à la vie, relie étroitement la respiration, la circulation sanguine et la nutrition cellulaire, comme le soulignent les recherches de Georges Hayem et Henri Hallopeau.