Un poisson respire par ses branchies, extrayant l'oxygène de l'eau. D'autres animaux marins, comme les baleines, respirent l'oxygène de l'air car ce sont des mammifères.
Les branchies fonctionnent à peu près de la même manière que les poumons ; les deux ont de petits vaisseaux sanguins à travers lesquels les gaz filtrent. Cependant, comme l'eau contient moins d'oxygène que l'air, les poissons ont plus de mal à en extraire l'oxygène. Les poissons respirent en fait l'O2 dissous dans l'eau, et non l'oxygène lié à l'hydrogène dans une molécule d'eau, selon le site Web How Stuff Works. En volume, l'air contient environ 20 fois plus d'oxygène que l'eau, c'est pourquoi certains poissons, mammifères, respirent l'oxygène de l'air de surface plutôt que d'essayer de l'extraire de l'eau.