Mientras que las aves inhalan oxígeno y expulsan dióxido de carbono a través de la boca o la nariz, al igual que los mamíferos, sus sistemas respiratorios son más complejos que los de otros animales. Las aves tienen órganos llamados sacos de aire que se conectan a sus pulmones. Estos sacos de aire se extienden en algunos de los huesos huecos de las aves y aumentan la cantidad de gas dentro de sus cuerpos en todo momento.
Una gran diferencia entre la respiración aviar y la respiración de los mamíferos es que las aves no usan un diafragma para bombear aire dentro y fuera de sus pulmones. En cambio, las aves usan las contracciones musculares para mover sus cajas torácicas, que bombean aire a través de sus cuerpos. Debido a su sistema respiratorio alargado, las aves almacenan el aire en sus cuerpos durante dos ciclos de respiración. Cuando un pájaro inhala, el aire que inhala no se expulsa la próxima vez que exhala; en cambio, el aire es expulsado la segunda vez que el animal exhala, ya que toma un tiempo considerablemente más largo para viajar a través del circuito.
Los pulmones de las aves son relativamente pequeños, pero cuando se combinan con los sacos de aire, el volumen de todo el sistema es significativo en relación con el tamaño de su cuerpo. Además de la respiración, las aves utilizan sus sistemas respiratorios para ayudar en la termorregulación.