一个反常识的事实是，鱼实际上可以呼吸并利用空气中的氧气。它们之所以会因为空气中缺氧而很快死亡，与鱼的呼吸器官3354鳃的结构密切相关。从进化的角度来看，最早的鱼类生活在海洋中，后来有一部分慢慢迁徙到海口(半咸水)附近，然后逐渐进化到淡水系统。淡水的离子成分与海水有很大不同。鱼鳃是鱼类为了更高效的离子交换而进化出的最早的结构，后来慢慢进化出了在水中呼吸的功能。
它是鳃鱼的呼吸器官。通过鳃盖和水流的搅动，氧气穿过一层上皮组织，到达鳃丝的毛细血管，传递到全身。鱼主要通过鳃呼吸。水从嘴流入，通过鳃流出，当它不断通过鳃时，就发生了气体交换。因此，鱼鳃具有特殊的结构。一般一条鱼有五对鳃弓，内缘是鳃耙，外侧是两个平行的鳃片。鳃片由无数鳃丝组成，每个鳃丝又生出许多突起的鳃片。
鳃片由两个细胞组成，富含毛细血管，是气体交换的场所。相邻的鳃片交错嵌入，水流在其中，保证了血液和水的最大气体交换。当鱼离开水面时，鳃丝和鳃片相互粘连，呼吸面积大大减少，无法供应足够的氧气。而且鳃丝暴露在空气中，由于水分蒸发导致鳃丝干燥，破坏鳃结构，使其失去呼吸功能而死亡。虽然鱼的皮肤、气囊和肠道可以帮助呼吸，但这些还远远不够。
最后，不是鱼不能直接呼吸空气中的氧气，而是因为鳃的水适应结构，它不能获得足够的空气中的氧气。至于受精，所有动物都得在水环境中进行。陆生动物的受精是当地的水环境，呵呵。比如人类的精液也是液体，鱼类的受精方式受制于其水生生活，所以最根本的原因是呼吸系统的特性。鳃是大多数水生动物的呼吸器官，其位置、形状和结构有很大的不同。根据鳃是否暴露在体外，可分为内鳃和外鳃。大多数鱼鳃是内鳃，简称鳃。它们生于头部两侧，由鳃盖保护，通过鳃孔与外界交流。鳃由鳃瓣组成，鳃瓣上排列着梳状的鳃丝，鳃丝上密布毛细血管，是鱼类交换气体的地方。当水通过鳃丝时，毛细血管吸收水中的溶解氧，并将二氧化碳排放到水中。
说到鱼的呼吸，可以对比一下人的呼吸。空气中氧气的含量约为20%，相当于一升空气中有200毫升氧气。相应的，在一个标准大气压下，一升饱和水中的氧气含量只有10毫升左右。呼吸空气是旋转的，空气中氧气的利用率约为24%。而水中的氧气含量较低。
鱼类要想呼吸到足够的氧气，就会采用来水和出水呈直线的方法，硬骨鱼的水流方向和血流方向也呈相反的方向。另外，各种增加鳃表面积的方法，最终可以吸收水中48-80%的溶解氧。鱼可以在水中呼吸获取氧气，这是水生生物的基本功，就像陆生生物需要通过口鼻呼吸一样。
在水中，鱼的呼吸是通过嘴、口咽腔和鳃盖的协调运动来完成的。所以鳃是鱼类最基本、最小、最重要的生理器官，缺一不可。垂直于鳃弓排列的梳状或板状突起称为鳃丝，鳃丝由薄囊一个接一个紧密排列，称为鳃片。小枝是鱼鳃最基本的结构和功能单位。
鳃丝排列在鳃弓上形成鳃片，每个鳃弓上有两个鳃片。不同鱼类离水死亡时间差异很大，这与不同鱼类的需氧量有很大关系。一般底栖鱼离水后的寿命比浅水中的鱼长，这是由于底层和上层水层的含氧量不同造成的。水中的氧气主要来源于空气，即水溶性氧，所以越靠近水面，含氧量越高。
当然，水溶性氧与温度成反比，温度越高，水溶性氧含量越低。这也是为什么夏天经常能看到鱼浮头的原因。而在同一个水体中，上层的含氧量总是高于下层，所以下层的鱼更能适应低氧环境，这也是鲫鱼为了尖吻鱼的死而能活一段时间的原因。当然，除了鱼类的生境习性不同，还有一个关键因素可以影响鱼类离开水的时间，那就是直接从空气中获取氧气的能力。