El sistema respiratorio de Pituophis melanoleucus está compuesto por una tráquea, un único pulmón bronquial que contiene la vasculatura pulmonar y un gran saco aéreo caudal membranoso. El volumen total de aire (VL) en una serpiente de 1 kg es de 97,5 ml y varía con el tamaño (M) según la ecuación VL = 0,388 M0,80 donde VL está en mililitros y M en gramos. Estos volúmenes de aire son similares a los medidos en muchos lagartos y tortugas. Los volúmenes relativos de la tráquea, el pulmón vascular y el saco aéreo en Pituophis son de aproximadamente 4, 20 y 76%, respectivamente. El tejido respiratorio está compuesto por una red en forma de panal de tabiques con capilares, que en conjunto forman la superficie de intercambio de gases. Este tejido respiratorio está confinado en el 20% proximal del pulmón. La superficie respiratoria total (SA) en una serpiente de 1 kg es de 2,00 x 10(3) cm2 y varía con el tamaño según la ecuación SA = 3,03 M0,94 donde SA está en centímetros cuadrados. La SA/VL total dentro del pulmón bronquial es grande, siendo aproximadamente 101 cm2/ml. Los gradientes de la superficie respiratoria y el volumen de aire pulmonar se invierten, de modo que la SA/VL es mayor cerca del extremo craneal del pulmón y disminuye hacia el saco aéreo. Se encontró que el grosor medio armónico de la barrera aire-sangre es de 0,46 +/- 10(-4) cm, con el resultado de que el factor de difusión anatómico, o relación entre la superficie respiratoria y la distancia media de difusión, para una serpiente de 1 kg es de 0,44 x 10(8) cm. Este índice de capacidad de difusión es muy cercano al reportado para dos pulmones de una tortuga.