Дыхательная система птиц отличается от дыхательных систем наземных позвоночных животных других групп. Воздух через парные ноздри поступает в носовую полость, затем через хоаны в ротовую полость, где за языком расположена гортанная щель, ведущая в гортань, поддерживаемую тремя гортанными хрящами. Эта гортань носит название верхней и в отличие от млекопитающих не несет голосовых складок и не служит источником звуков. За гортанью идет трахея, поддерживаемая хрящевыми трахейными кольцами. В полости тела трахея распадается на два бронха, каждый из которых входит в соответствующее легкое и ветвится.
Нижняя часть трахеи и начальные отделы бронхов образуют свойственную птицам нижнюю гортань— голосовой аппарат, внутри которого расположены голосовые перепонки, натяжение которых меняется специальной мускулатурой, изменяя характер издаваемых звуков. У некоторых видов нижние кольца трахеи разрастаются, образуя тонкостенный костный барабан, усиливающий звуки и меняющий их модуляцию. У других видов резонатором служит удлиненная трахея, образующая петли, лежащие под кожей в области зоба или даже вдающиеся в киль грудины (лебеди, журавли и др.).
Парные легкие птиц представляют собой плотные, губчатые, малорастяжимые образования, прирастающие к ребрам по бокам позвоночного столба. Бронхи, входя в легкие, ветвятся, распадаясь на 15—20 вторичных бронхов, большинство которых заканчивается слепо, а часть сообщается с воздушными мешками. Вторичные бронхи соединяются между собой тонкими парабронхами, от которых в свою очередь отходит множество бронхиолей, густо оплетенных кровеносными капиллярами, где обеспечивается насыщение крови кислородом.
Общая дыхательная поверхность легких птиц по сравнению с дыхательной поверхностью легких рептилий значительно больше.
Часть ответвлений бронхов выходит за пределы легких и расширяется в прозрачные эластичные тонкостенные воздушные мешки, объем которых почти в 10 раз превосходит объем легких. Воздушные мешки располагаются между внутренними органами, а ответвления их проходят между мышцами под кожу и в полости крупных костей. Наиболее крупными мешками являются непарный межключичный и четыре парных:
- шейные,
- переднегрудные,
- заднегрудные,
- брюшные.
Наличие воздушных мешков определило формирование у птиц весьма своеобразного механизма дыхания, особенно при полете. Акт дыхания осуществляется за счет изменения объема грудной клетки. При вдохе грудина отодвигается от позвоночника, объем полости тела увеличивается, воздушные мешки расширяются, наполняясь воздухом. При этом воздух из легких поступает в передние мешки, а воздух из внешней среды по трахее и бронхам — в легкие и задние мешки (заднегрудные и брюшные).
При выдохе грудина приближается к позвоночнику, объем полости тела уменьшается, и под давлением внутренних органов воздух выходит из воздушных мешков. Богатый кислородом воздух из задних мешков поступает в легкие, а воздух из передних мешков — межключичного, шейных и переднегрудных, содержащих мало кислорода, — через трахею выводится наружу.
Таким образом, насыщенный кислородом воздух проходит через легкие и на вдохе и на выдохе, обогащая кровь кислородом (явление двойного дыхания).
Кроме выполнения основной функции — участия в акте дыхания, воздушные мешки предохраняют организм от перегрева: так, при интенсивном полете избыток тепла удаляется постоянно сменяющимся воздухом; уменьшается во время полета трение между органами и др.