Fische benötigen wie andere Tiere Sauerstoff zum Überleben, aber sie filtern ihn mithilfe spezieller Organe, die Kiemen genannt werden, aus dem Wasser. Ein Fisch saugt sauerstoffreiches Wasser an und leitet es durch seine Kiemen. Die Organe nehmen den Sauerstoff aus dem Wasser auf und transportieren ihn in den Blutkreislauf des Fisches, um ihn von seinen Organen zu verwenden.
Kiemen bestehen aus vielen kleinen Filamenten, die Kapillaren enthalten, die den Organen eine große Oberfläche verleihen. Dies ist aufgrund des geringeren Sauerstoffgehalts von Wasser im Vergleich zu atmosphärischer Luft erforderlich. Jedes Luftvolumen enthält mehr als 25-mal so viel Sauerstoff wie das gleiche Volumen Süßwasser. Wenn ein Fisch schwimmt, erzeugt er einen konstanten Wasserstrom über seinen Kiemen, wodurch er so viel Sauerstoff wie möglich entziehen kann. Einige Fische haben die Fähigkeit, diesen unter Druck stehenden Wasserstrahl mit ihren inneren Organen zu erzeugen, während andere ständig in Bewegung bleiben müssen, um genug Wasser durch ihre Kiemen zu ziehen, um zu überleben.
Nicht jede Fischart ist auf Kiemen für Sauerstoff angewiesen. Manche Fische haben rudimentäre Lungenstrukturen oder nehmen Sauerstoff über ihre Haut auf. Diese müssen gelegentlich auftauchen, um an der sauerstoffreichen Luft teilzuhaben, anstatt sie aus dem Wasser um sie herum zu filtern.
