Układ oddechowy ze względu na swą „otwartość” na świat zewnętrzny jest szczególnie narażony na działanie czynników chorobotwórczych obecnych w powietrzu. Najczęstszymi więc chorobami go dotykajacymi są zakażenia – szczególnie górnych dróg oddechowych.
W większości wypadków są to infekcje wirusowe. To one są sprawcami pospolitych „katarów” przebiegających z zatkaniem nosa, kaszlem, bólem gardła, gorączką i innymi objawami ogólnymi. Do tych infekcji zalicza się też grypa, przebiegajaca z reguły epidemicznie i różniąca się od innych banalnych zakażeń wirusowych dróg oddechowych cięższym przebiegiem, zajęciem niekiedy także dolnych odcinków dróg oddechowych oraz narządów pozapłucnych.
Większość zakżeń wirusowych nie wymaga szczególnego leczenia, poza stosowaniem środków łagodzących objawy. Dotyczy to także grypy. Ze względu na niebezpieczne powikłania grypy – coraz powszechniejsze są zalecane przez lekarzy coroczne szczepienia przeciw grypie.
Zakażenia bakteryjne drog oddechowych są nieco rzadsze. Często są wtórne do „torujących drogę” zakażeń wirusowych. Mogą dotyczyć każdego odcinka dróg oddechowych. Szczególnie niebezpieczne są jednak bakteryjne zapalenia płuc u małych dzieci, ludzi starych, osób z chorobami układu krążenia oraz z osłabioną odpornością (chorych na białaczki czy AIDS).
Najczęstsze są zapalenia pneumokokowe oraz bakteria o nazwie Haemophilus influenze. Najbardziej niebezpieczne są zapalenia gronkowcowe, czasem oporne na typową antybiotykoterapię.
Szczególnym rodzajem zakażenia bakteryjnego jest gruźlica płuc, wywołana prątkiem Kocha. Ta bakteria jest wyjątkowo tlenolubna, stąd tak często wybiera płuca jako miejsce zasiedlenia i namnażania. Dzięki szczepieniom i skutecznej wielolekowej terapii gruźlica nie jest takim zagrożeniem, jak w przeszłości, jednak w ostatnim dziesięcioleciu epidemiolodzy odnotowali gwałtowny wzrost objawowych zakażeń gruźliczych, przede wszystkim związanych z rozprzestrzenianiem się (zwłaszcza w Afryce) AIDS.
Drogi oddechowe są bardzo podatne na działanie alergenów. Coraz więcej jest osób cierpiących na katar sienny wywoływany przez pyłki traw i drzew oraz astmę oskrzelową, charakteryzującą się napadami skurczu oskrzeli i gromadzenia się śluzu w ich świetle. Napadowa duszność (zwłaszcza wydechowa) i suchy kaszel, szczególnie nocny – to typowe objawy astmy. Współczesne leczenie tej szybko rozprzestrzeniającej się choroby jest wielolekowe i opiera się na wziewnych lekach rozszerzających oskrzela oraz kortykoidach leczących zapalenie.
Niektóre bardzo poważne choroby maja ścisły etiopatogenetyczny związek z paleniem papierosów. Należy do nich przewlekła obturacyjna choroba płuc, w której dochodzi do trwałego i postepującego zwężenia dróg oddechowych w wyniku toczącego się przewlekłego zapalenia oskrzeli oraz nadmiernego rozdęcia płuc, zwanego rozedmą. Typowe objawy to ciągły kaszel, odkrztuszanie plwociny, duszność, pogorszenie tolerancji wysiłku, częste zakażenia dróg oddechowych – wirusowe i bakteryjne, nasilajace przewlekłe objawy chorobowe. Ta choroba prowadzi do ciężkiej niewydolności oddechowej, będącej przyczyną śmierci. Przerwanie palenia papierosów może nawet w średnio zaawansowanej chorobie zahamować patologiczne procesy toczące się w drzewie oskrzelowym.
Także rak płuca (oskrzela) zależy wprost od palenia papierosów. Rozwija się skrycie, czasem całkiem przypadkowo wykrywany jest w badaniu radiologicznym płuc. Kiedy ujawnia się klinicznie, w 90% przypadków jest już za późno. Tylko 10% przypadków raka płaskonabłonkowego poddaje się skutecznemu leczeniu – operacyjnemu. Objawy, które powinny być powżnie potraktowane, to krwioplucie, kaszel i duszność, zwłaszcza, jeśli nagle pojawią się u osoby palacej.
Płuca są miejscem przerzutów bardzo wielu nowotworów złośliwych.
Ważną grupą chorób układu oddechowego są pylice – choroby zawodowe, związane z osadzaniem się w płucach drobnych cząsteczek pyłów. Niebezpieczne są przede wszystkim pyły krzemowe, powodujące pylicę krzemową, chorobę prowadzacą do znacznego upośledzenia czynności płuc. Szczególnie niebezpieczne są wdychane włókna azbestu, które nie tylko powodują uszkodzenie miąższu płucnego, ale też indukują nowotworzenie.