二氧化碳从组织细胞进入血液的过程主要依赖于扩散作用。这个过程是基于浓度梯度进行的，也就是说，二氧化碳会从高浓度区域向低浓度区域移动。在人体中，当组织细胞通过代谢产生二氧化碳时，这些细胞内的二氧化碳浓度就会高于周围的毛细血管内的血液中的二氧化碳浓度。
具体来说，在组织细胞内产生的二氧化碳首先溶解于细胞质中，然后穿过细胞膜进入周围间质液中。由于血液流经组织间隙的毛细血管时，其内部的二氧化碳分压通常低于组织液中的二氧化碳分压，因此二氧化碳会进一步从间质液扩散到毛细血管内的红细胞和血浆中。
在红细胞内，一部分二氧化碳直接与血红蛋白结合形成氨基甲酸血红蛋白；另一部分则通过碳酸酐酶的作用转化为碳酸，再分解为氢离子和碳酸氢根。此外，还有一小部分的二氧化碳会溶解于血浆中随血液循环被运输到肺部，在那里进行气体交换，最终以呼气的形式排出体外。
这个过程保证了体内代谢产生的二氧化碳能够有效地从组织细胞转移到血液，并通过呼吸系统排出体外，维持体内环境稳定。
