Enquanto as aves inalam oxigênio e expelem dióxido de carbono pela boca ou narinas, assim como os mamíferos, seus sistemas respiratórios são mais complexos do que os de outros animais. Os pássaros possuem órgãos chamados sacos de ar que se conectam aos pulmões. Esses sacos de ar se estendem por alguns dos ossos ocos das aves e aumentam a quantidade de gás dentro de seus corpos o tempo todo.
Uma grande diferença entre a respiração das aves e a respiração dos mamíferos é que as aves não usam um diafragma para bombear o ar para dentro e para fora de seus pulmões. Em vez disso, os pássaros usam contrações musculares para mover suas costelas, o que bombeia o ar por seus corpos. Por causa de seu sistema respiratório alongado, os pássaros armazenam o ar em seus corpos por dois ciclos respiratórios. Quando um pássaro inspira, o ar que inspirou não é expelido na próxima vez que expirar; em vez disso, o ar é expelido na segunda vez que o animal exala, pois leva um tempo consideravelmente mais longo para percorrer o circuito.
Os pulmões das aves são relativamente pequenos, mas quando combinados com os sacos de ar, o volume de todo o sistema é significativo em relação ao tamanho do corpo. Além da respiração, as aves usam seus sistemas respiratórios para ajudar na termorregulação.