Podczas gdy ptaki wdychają tlen i wydalają dwutlenek węgla przez usta lub nozdrza, tak jak robią to ssaki, ich układy oddechowe są bardziej złożone niż u innych zwierząt. Ptaki mają narządy zwane pęcherzykami płucnymi, które łączą się z ich płucami. Te worki powietrzne rozciągają się na niektóre puste w środku kości ptaków i przez cały czas zwiększają ilość gazu wewnątrz ich ciał.
Jedna wielka różnica między oddychaniem u ptaków a oddychaniem ssaków polega na tym, że ptaki nie używają przepony do pompowania powietrza do płuc i z płuc. Zamiast tego ptaki używają skurczów mięśniowych do poruszania klatkami piersiowymi, które pompują powietrze przez ich ciała. Ze względu na wydłużony układ oddechowy ptaki przechowują powietrze w swoich ciałach przez dwa cykle oddechowe. Kiedy ptak wdycha, powietrze, którym oddycha, nie jest wydalane przy następnym wydychaniu; zamiast tego powietrze jest wydalane po raz drugi, gdy zwierzę wydycha, ponieważ pokonanie tego obwodu zajmuje znacznie więcej czasu.
Płuca ptaków są stosunkowo małe, ale w połączeniu z workami powietrznymi objętość całego układu jest znaczna w stosunku do wielkości ciała. Oprócz oddychania, ptaki używają swoich systemów oddechowych, aby wspomóc termoregulację.
