Les insectes respirent à travers des stigmates à l'extérieur de leurs exosquelettes, qui sont reliés à un réseau de tubes trachéaux acheminant l'oxygène. Ces tubes se terminent par des trachéoles remplies de liquide où l'oxygène se dissout avant de se diffuser dans le cytoplasme de cellules adjacentes.
Sans l'aide des poumons pour faire entrer l'air et le dioxyde de carbone hors de leur corps, les insectes doivent utiliser leurs spiracles pour effectuer cette fonction respiratoire. La plupart des insectes ont une paire de stigmates sur chaque segment du corps : tête, abdomen et thorax. Les petits insectes sont entièrement oxygénés par diffusion passive, tandis que les plus gros doivent alternativement ouvrir et fermer les valves des stigmates pour aspirer l'air et expulser le dioxyde de carbone par les contractions, transformant essentiellement leur corps entier en un semblant de poumon.
Les tubes trachéaux remplissent la même fonction que les artères transportant l'hémoglobine chez les plus gros animaux ; la différence critique est que c'est de l'air, et non du sang, qui est transporté. La présence de ce volume d'air élevé permet aux insectes de flotter plus facilement, et de nombreux insectes l'utilisent comme réserve d'oxygène lorsqu'ils sont sous l'eau.
C'est uniquement à cause de la petite taille des insectes que cet appareil respiratoire fonctionne ; un insecte de taille humaine ne serait pas en mesure d'amener de l'air frais au centre de son corps.
