气道上皮的生理作用已愈来愈受到重视，包括：

1．分泌黏液与浆液 气道上皮的腺体及细胞所分泌的弹性蛋白含量高的黏液覆盖在纤毛顶层，可粘着由于惯性冲撞、重力沉降和扩散沉积下来的微粒；而分泌的弹性蛋白含量低的浆液可降低粘滞阻力，有利于纤毛运动及黏液运输。

2．纤毛运输 气道上皮的纤毛细胞呈单层成簇排列（图5-3），每个细胞约有200根长6μm、直径为0.3μm的纤毛，形成纤毛野。纤毛野之间间隔有非纤毛细胞如杯状细胞等。相邻上皮细胞的纤毛协调性摆动，可将其顶端的黏液及附着在其中的异物颗粒推向咽喉部，再排到体外。

3．转化与解毒 气道上皮可将吸入呼吸道的药物或有毒物质，转化成低活性或低毒的物质或经纤毛运输排出体外。

4．抗氧化性损伤 气道上皮细胞处于氧分压较高的环境，易造成氧化性损伤。在上皮细胞内的过氧化氢酶和谷胱甘肽氧化酶，在气道上皮的抗氧化性损伤中发挥重要作用，以维持气道上皮的自稳态。
此外，气道上皮还能自分泌或旁分泌多种生物活性物质，参与肺内功能的调控。