Fische atmen mit ihren Kiemen, indem sie dem umgebenden Wasser Sauerstoff entziehen. Der Sauerstoff, den Fische und andere Tiere mit Kiemen verwenden, ist an Wasserstoffmoleküle gebunden und wird im Wasser gelöst. Wassermoleküle bestehen aus zwei Teilen Wasserstoff und einem Teil Sauerstoff.
Fische können mit weniger Sauerstoff als Menschen überleben, da sie Kaltblüter sind, obwohl Wasser viel dichter und folglich schwieriger zu pumpen ist als Luft. Wasser enthält im Vergleich zu einem äquivalenten Luftvolumen deutlich weniger Sauerstoff. Tiere, die Luft atmen, sind nicht in der Lage, dem Wasser Sauerstoff zu entziehen, da die Oberfläche nicht ausreichend ist und die Lunge nicht ausreichend ausgekleidet ist.