Η διάχυση δεν είναι επαρκής για να ληφθεί αρκετό οξυγόνο σε πολυκύτταρα ζώα, επειδή η ζήτηση οξυγόνου αυτών των οργανισμών είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των μονοκύτταρων οργανισμών. Στα πολυκύτταρα ζώα, υπάρχουν πολλά στρώματα κυττάρων που πρέπει να τροφοδοτηθούν με οξυγόνο και η απόσταση από την επιφάνεια του οργανισμού μέχρι τα βαθύτερα κύτταρα μπορεί να είναι σημαντική. Η διάχυση είναι μια αργή διαδικασία και γίνεται ακόμη πιο αργή όσο αυξάνεται η απόσταση. Ως αποτέλεσμα, η διάχυση από μόνη της δεν θα μπορούσε να παρέχει αρκετό οξυγόνο σε όλα τα κύτταρα ενός πολυκύτταρου ζώου.
Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, τα πολυκύτταρα ζώα έχουν εξελίξει εξειδικευμένα αναπνευστικά συστήματα που χρησιμοποιούν ενεργή μεταφορά για να μεταφέρουν οξυγόνο από το περιβάλλον στα κύτταρα. Αυτά τα συστήματα μπορεί να είναι πολύ περίπλοκα, αλλά όλα μοιράζονται τη βασική αρχή της χρήσης ενέργειας για τη μετακίνηση του οξυγόνου σε μια κλίση συγκέντρωσης. Αυτό επιτρέπει στα πολυκύτταρα ζώα να αποκτήσουν το οξυγόνο που χρειάζονται για να επιβιώσουν, παρόλο που η διάχυση από μόνη της δεν θα ήταν αρκετή.