I pesci richiedono ossigeno per sopravvivere proprio come altri animali, ma lo filtrano dall'acqua usando organi specializzati chiamati branchie. Un pesce attira acqua ricca di ossigeno e la passa attraverso le sue branchie. Gli organi assorbono l'ossigeno dall'acqua, trasportandolo nel flusso sanguigno del pesce per essere usato dai suoi organi.
Le branchie sono costituite da molti piccoli filamenti che contengono capillari, che danno agli organi una grande quantità di superficie. Ciò è necessario a causa del minore contenuto di ossigeno dell'acqua rispetto all'aria atmosferica. Un dato volume d'aria contiene più di 25 volte più ossigeno dello stesso volume di acqua dolce. Come un pesce nuota, crea una corrente costante di acqua sulle sue branchie, permettendole di estrarre più ossigeno possibile. Alcuni pesci hanno la capacità di creare questo flusso d'acqua pressurizzato usando i loro organi interni, mentre altri devono rimanere costantemente in movimento per pescare abbastanza acqua attraverso le loro branchie per sopravvivere.
Non tutte le specie di pesci si affidano alle branchie per l'ossigeno. Alcuni pesci hanno strutture polmonari rudimentali o assorbono ossigeno attraverso la loro pelle. Questi devono occasionalmente emergere per prendere l'aria ricca di ossigeno invece di filtrarla dall'acqua che li circonda.
