La paroi alvéolaire a une structure spécialement adaptée pour favoriser les échanges gazeux. Elle constitue la frontière entre des millions d'alvéoles voisines. Sur les faces alvéolaires de la paroi se trouvent plusieurs types de cellules :
Toutes ces cellules épithéliales sont étroitement liées entre elles par la zonula occludens, ce qui minimise le suivi traumatique de l'air à travers les couches de la paroi ou, à l'inverse, le passage du sang dans les alvéoles. Les deux couches de cellules épithéliales "prennent en sandwich" une couche intermédiaire de capillaires pulmonaires adaptée à une distance de diffusion gazeuse minimale au niveau du complexe alvéolo-capillaire.
Les macrophages alvéolaires sont à la fois fixés dans la paroi alvéolaire et libres à la surface de l'alvéole. Il est rare que des alvéoles individuelles soient reliées entre elles par des voies de passage autres que les sacs alvéolaires - les pores de Kohn.
La paroi entre les alvéoles contient également des fibres d'élastine :
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