Dyfuzja nie jest wystarczająca, aby uzyskać wystarczającą ilość tlenu u zwierząt wielokomórkowych, ponieważ zapotrzebowanie tych organizmów na tlen jest znacznie wyższe niż u organizmów jednokomórkowych. U zwierząt wielokomórkowych istnieje wiele warstw komórek wymagających zaopatrzenia w tlen, a odległość od powierzchni organizmu do najgłębszych komórek może być znaczna. Dyfuzja jest procesem powolnym i staje się jeszcze wolniejsza wraz ze wzrostem odległości. W rezultacie sama dyfuzja nie byłaby w stanie zapewnić wystarczającej ilości tlenu wszystkim komórkom zwierzęcia wielokomórkowego.
Aby przezwyciężyć ten problem, zwierzęta wielokomórkowe wyewoluowały wyspecjalizowane układy oddechowe, które wykorzystują aktywny transport do przenoszenia tlenu ze środowiska do komórek. Systemy te mogą być bardzo złożone, ale wszystkie mają wspólną podstawową zasadę wykorzystania energii do przemieszczania tlenu wbrew gradientowi stężeń. Dzięki temu zwierzęta wielokomórkowe mogą uzyskać tlen niezbędny do przeżycia, mimo że sama dyfuzja nie byłaby wystarczająca.