Come tutti gli altri animali, i pesci per vivere hanno bisogno di ossigeno. Gli organi con cui riescono a estrarlo dall'acqua sono le
branchie, che corrispondono ai polmoni dei mammiferi. L'acqua entra attraverso la bocca del pesce, passa attraverso le cavità branchiali e viene espulsa attraverso apposite aperture poste ai lati della testa.Le branchie sono costituite di tessuti ricchi di vasi sanguigni e sono il luogo degli scambi anidride carbonica-ossigeno. Al loro interno troviamo un grande numero di lamelle o sottili tubuli che, nel loro insieme, formano una vasta superficie di scambio gassoso.
Per ossigenarsi la maggior parte dei pesci aspira acqua dalla bocca e la espelle forzatamente attraverso le camere branchiali ai lati del capo. Alcuni di essi, invece, come i pescecani, sfruttano la loro velocità natatoria per far circolare l'acqua attraverso le branchie: questi animali, se costretti all'immobilità, rischiano di morire velocemente per asfissia.