Pertukaran gas yang terpenting ialah transfer oksigen dan karbondioksida. Saturasi oksigen pada ruang untervili plasenta ialah 90 %, sedangkan tekanan parsial ialah 90 mmHg. Sekalipun tekanan pO2 janin hanya 25 mmHg, tingginya hemoglobin F janin memungkinkan menyerapkan oksigen dari plaseta. Di smaping itu, perbedaan kadar ion H + dan tingginya kadar karbondiogsida dari sirkulasi janin memungkinkan pertukaran dengan oksigen (efek Bohr) .
Perbedaan tekanan 5 mmHg antara ibu dan janin meungkinkan pertukaran CO2 (dalam bentuk asam kabonat, karbamino Hb, atau bikarbonat) pada plasenta. Ikatan CO2 dengan Hb bergantung pada factor yang mempengaruhi pelepasan oksigen. Jadi karbamino Hb meningkat bila oksigen dilepas – disebut sebagai efek Haldane.
Keseimbangan asam basa bergantung pada kadar H +, asam laktat, dan bikarbonat pada sirkulasi janin-plasenta. Pada umumnya asidosis terjadi akibat kekurangan oksigen.
Metabolisme karbohidrat terutama oleh kadar glukosa yang dipasok oleh ibu. Sebanyak 90 % dari kebutuhan energi berasal dari glukosa. Kelebihan glukosa akan disimpan sebagai glikogen dan lemak. Glikogen disimpan di hati, otot, dan plasenta; sedangkan lemak disekitar jantung dan belakang skapula. Glukosa dan monosakarida dapat langsung melewati plasenta. Plasenta mengatur untilisasi glukosa dan maupun membuat cadangan separuh dari kebutuhan.
Pada pertengahan kehamilan, 70 % glukosa akan mengalami metabolisme dengan cara glikolisis, 10 % melalui jalur pentosafosfat, dan sisinya disimpan dalam bentuk glikogen dan lemak. Pada kehamilan aterm utilisasi glukosa menurun 30 %. Cadangan glokogen janin amat diperlukan sebagai sumber energi, misalnya pada keadaan asfikisa di mana terjadi glikolisis anerobik.
Janin membutuhkan asam lemat untuk pembentukan membrane sel dan cadangan yang berguna untuk sumber energi pada periode neonates dini.