Nabłonek ten składa się z pneumocytów typu I, typu II i typu III.
Pneumocyty typu I (inaczej komórki oddechowe płaskie, komórki oddechowe mniejsze) stanowią około 40% liczby komórek nabłonka pęcherzyków płucnych, a zarazem 90–95% jego powierzchni, będąc komórkami wyjątkowo spłaszczonymi i cienkimi (w najbardziej płaskich miejscach grubość komórek wynosi 25 nm). Najgrubsze jest miejsce, w którym wokół płaskiego jądra zebrane są organella, pozostały obszar zawiera cytozol i nieliczne pęcherzyki pinocytarne, prawdopodobnie biorące udział w usuwaniu zanieczyszczeń i wymianie surfaktantu. Połączeniami międzykomórkowymi pneumocytów typu I są desmosomy i obwódki zamykające, zapobiegające przedostawaniu się płynu tkankowego do światła pęcherzyków płucnych. Bardzo mała grubość większej części tych komórek ułatwia wymianę gazową, czyli dyfuzję cząsteczek tlenu i dwutlenku węgla poprzez barierę krew-powietrze (błonę oddechową), zbudowaną z pneumocytów typu I, komórek śródbłonka naczyń włosowatych oraz połączonych ze sobą blaszek podstawnych obu tych grup komórek.