Органы дыхания водных позвоночных представлены жабрами, расположенными по краям жаберных щелей. Жаберные щели образуются из карманообразных выпячиваний стенок глотки и подобных выпячиваний наружных покровов, которые растут навстречу друг другу, и при схождении своих вершин прорываются.
У круглоротых органы дыхания представлены жаберными мешками с отходящими от их стенок направленными внутрь мешка жаберными лепестками. Они развиваются из энтодермы вовнутрь от висцерального скелета. Отсюда второе название группы - внутреннежаберные. Поскольку жаберная решетка миноги не расчленена, дыхание осуществляется за счет ее деформации специальными мускульными сжимателями, при расслаблении которых жаберная решетка расправляется и расширяет жаберные мешки.
Жабры рыб развиваются из эктодермы снаружи от висцерального скелета. Каждая жабра состоит из многочисленных жаберных лепестков, сидящих на отходящей от жаберной дуги межжаберной перегородке. В процессе эволюции перегородка, доходящая у хрящевых рыб до поверхности тела, постепенно редуцируется до полного исчезновения, освобождая всю поверхность жаберных лепестков для дыхательной функции, как это имеет место у костистых рыб.
У хрящевых рыб обмен воды в жаберной полости осуществляется или за счет движения рыбы с открытым ртом, или за счет движения расчлененных жаберных дуг. У костных рыб появляется жаберная крышка, отходящая от гиоидной дуги и состоящая в полном виде из четырех покровных костей. У низших рыб крышка еще не полная и принимает слабое участие в акте дыхания. Как и у хрящевых рыб, он осуществляется за счет колебания дна ротовой полости, нередко укрепленного двумя или большим количеством гулярных пластинок.
У высших рыб дыхание целиком осуществляется жаберной крышкой. При прижатии жаберной крышки специальным мускулом вода из подкрышечной области выходит через жаберную щель, отгибая тонкую кожную складку, окаймляющую край жаберной крышки. При отведении жаберной крышки складка прижимается к стенке тела, препятствуя току воды через жаберную щель. Вода сквозь узкие щели между жаберными лепестками поступает в подкрышечную полость их ротовой полости.