De acordo com informações do governo da Antártica, o pinguim-imperador é capaz de uma estadia subaquática de 22 minutos, até uma profundidade de 984 pés. A duração de uma estadia típica é de três a seis minutos .
O Live Science relata que os pinguins têm sondas especiais que monitoram os níveis de oxigênio ao mergulhar com uma única lufada de ar. Em 2011, um estudo foi publicado no "Journal of Experimental Biology" sobre as outras maneiras pelas quais os pinguins gerenciam os níveis de oxigênio durante o mergulho. Em um método, os pinguins permitem que os músculos funcionem por conta própria e desviem oxigênio para o cérebro e o coração. Como alternativa, para evitar a fadiga e prolongar o tempo de mergulho, seus corpos fornecem oxigênio aos músculos periodicamente.