Дихателна система (на латински: Apparatus respiratorius или systema respiratorium ) е биофизиологична система, съставена от специализирани дихателни органи и образувания използвани от организмите в процеса на дишане. Чрез нея се реализира обменът на кислород и въглероден диоксид между организма и околната среда.
При въздушнодишащите гръбначни, като човека, дишането се осъществява в дихателни органи, наричани бели дробове. Постъпването на въздух в белите дробове, за да се снабдява тялото с кислород, се нарича вдишване, а изхвърлянето му оттам, за да се отдели въглероден диоксид, е издишване. При хората и другите бозайници анатомията на дихателната система включва трахея, бронхи, бронхиоли, бели дробове и диафрагма. Молекулите на кислорода и въглеродния диоксид се обменят пасивно, чрез дифузия, между газообразната околна среда и кръвта. Този процес се извършва в алвеолите на белите дробове.При рибите и много безгръбначни дишането протича в хрилете. Други животни, като насекомите, имат дихателни системи с много проста структура, а при земноводните дори кожата играе съществена роля в газообмена. Растенията също имат дихателна система, но посоката на газообмена може да бъде обратна на тази при животните. Дихателната система на растенията включва и анатомични структури, като отвори от долната страна на листата, наричани устица.В хода на еволюцията органите на дихателната система, освен основната си функция, придобиват и нови, като например участват в терморегулацията, имунната защита на организма или са развили анатомични особености, позволяващи на животните да издават звук, като по този начин активно да комуникират помежду си. Видоизменени бронхи при птиците образуват въздушни мехури, които олекотяват тялото и оказват благоприятно въздействие при полет.
