O sistema respiratório de um golfinho funciona como a maioria dos outros mamíferos, com algumas modificações que permitem que o animal viva na água. Os golfinhos respiram usando um único respiradouro localizado no topo de suas cabeças. Uma aba muscular cobre o orifício de sopro, permitindo que um golfinho prenda a respiração debaixo d'água e evitando que a água encha seus pulmões.
Um golfinho não é um peixe e não tem guelras que filtram o oxigênio da água. Ele deve se mover para a superfície da água para respirar. Ele contrai a aba muscular pouco antes de emergir, abrindo o orifício de respiração.
Conforme o golfinho exala, um jato visível de água sobe de seu respiradouro. No entanto, essa água não vem dos pulmões. É simplesmente água em cima do respiradouro empurrada para cima com o dióxido de carbono e outros gases residuais que o animal expele de seus pulmões. Como os de um ser humano, os pulmões de um golfinho não toleram água. Mesmo que os golfinhos passem a vida inteira na água, se uma rede de pesca prender um golfinho e impedi-lo de voltar à superfície para respirar, o animal se afoga.
Os pulmões do golfinho são muito mais eficientes do que os dos humanos. Durante cada ciclo respiratório, um golfinho troca 80 por cento ou mais do ar em seus pulmões, enquanto um humano troca apenas cerca de 17 por cento do ar em seus pulmões.