A difusão não é suficiente para obter oxigênio suficiente em animais multicelulares porque a demanda de oxigênio desses organismos é muito maior do que a dos organismos unicelulares. Em animais multicelulares, existem muitas camadas de células que precisam ser supridas de oxigênio, e a distância da superfície do organismo às células mais profundas pode ser significativa. A difusão é um processo lento e torna-se ainda mais lento à medida que a distância aumenta. Como resultado, a difusão por si só não seria capaz de fornecer oxigênio suficiente para todas as células de um animal multicelular.
Para superar este problema, os animais multicelulares desenvolveram sistemas respiratórios especializados que utilizam transporte ativo para transportar o oxigênio do ambiente para as células. Estes sistemas podem ser muito complexos, mas todos partilham o princípio básico de utilização de energia para mover o oxigénio contra um gradiente de concentração. Isto permite que animais multicelulares obtenham o oxigênio de que necessitam para sobreviver, mesmo que a difusão por si só não seja suficiente.