魚鰭魚類在水中主要依靠鰭來自由遊動。魚的鰭分為背鰭、胸鰭、腹鰭、臀鰭、尾鰭。胸鰭2片，生在頭的後方、魚體前部的兩側，每側1片，兩側對稱，其主要作用是改變魚的遊動方向，如向上、向下、左右轉彎等，同時還用於保持魚體的平衡。背鰭生在魚的背部，有的種類為1片，有的種類為一前一後2片。腹鰭生在魚的腹側前部，有的種類左右各1片，有的則合二為一。臀鰭生在魚的腹部後方、肛門附近，一共2片。背鰭、腹鰭、臀鰭的主要作用是保持魚在水中身體狀態穩定，防止側翻。尾鰭生在魚的尾部，隻有1片，有的呈槳狀，有的為開叉狀，尾鰭的功能最多，對魚的運動也最重要，其左右擺動是魚向前遊動的主要動力，此外還有控製魚的前進方向、保持魚體穩定等作用。
魚鰾魚類的身體比重一般都略大於水，之所以能在水中自由地沉浮，主要是通過體腔內一個叫做“鰾”的囊狀器官來進行調節。大多數魚的腹腔內都生有鰾，魚鰾為長橢圓形囊狀器官，分為前後兩個室。魚類可以通過部分腺體從血液中分離出氣體填充至鰾內，以調節魚體的比重。魚需要上浮時，向鰾內充氣，使魚體的比重小於水；魚類需要下沉時，則排出鰾內一部分氣體，使魚體的比重大於水。同時魚還可以通過調節鰾前後兩個室的充氣量大小，使魚體的前後側浮力不等，從而使魚在水中能呈現頭部上仰或者尾部上翹等不平衡狀態，以協助其能向上或向下快速遊動。
有些深水魚（如金槍魚類）體腔內沒有鰾，平時隻能依靠在水中不停地遊動才能保持漂浮狀態，一旦停止遊動很快就會下沉。鯊魚雖然也沒有鰾，但其肝髒很大，可通過調節肝髒的比重來調節其沉浮。
陸地生物的呼吸器官主要是肺，肺組織直接與空氣進行氣體交換，有些陸地生物種類的皮膚也能參與呼吸功能。而魚類的主要呼吸器官是鰓，通過鰓與水進行氣體交換，吸收溶於水中的氧，排出體內的二氧化碳。海水通過魚的口進入口腔，再通過兩側的鰓流出體外。海水在經過鰓時，與鰓組織進行氣體交換，溶於水中的氧透過鰓組織薄膜進入血液，魚體內由代謝產生的二氧化碳等廢物則透過鰓組織薄膜排入水中。魚類呼吸係統的氣體交換效率要比陸上生物高得多，陸上生物進行呼吸時一般僅能吸收空氣中所含氧的20％左右，而魚類則可吸收水中溶解氧的80％。這是由於水中溶解的氧比空氣中氧的含量要低很多，空氣中含氧量約21％，而水中的溶解氧的含量僅有5～7毫克／升，水中的含氧量僅為空氣含氧量的幾萬分之一。
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海洋中有一類動物，其某些形態結構和生態習性具有陸地哺乳動物的特征，如呼吸器官為肺，幼仔胎生、需要用母體的乳汁喂養等，在動物係統分類學上這類動物被列為海洋哺乳動物，也稱海獸類。全世界海洋中有哺乳動物近百種，隻有極少數種類分布在淡水中。根據其形態結構和生態習性等特征的不同，海洋哺乳動物又分為鯨、海牛、鰭腳類、海洋鼬類四大類別。
鯨鯨外形似魚，而且需要長年在海洋中生活，因而也被人們稱為鯨魚。鯨有須鯨與齒鯨之分。須鯨的口腔內無牙齒，但生有許多須板，捕食時主要依靠須板來濾食海水中的磷蝦等體型較小的生物，主要種類有藍鯨、灰鯨、小鰮鯨、馱背鯨等；齒鯨的口腔內生有牙齒，可捕食個體較大的魚類以及頭足類（如烏賊、魷魚）等。齒鯨中體型較大的稱鯨，如抹香鯨、虎鯨（逆戟鯨）等；體型較小的稱為海豚，如寬吻海豚、中華白海豚等。
海牛海牛類與鯨類一樣，也隻能長年在水中生活。其前肢也為鰭狀，後肢也變為扁平的尾鰭，但尾鰭多為團扇形，軀幹部無背鰭。海牛類是海洋哺乳動物中唯一的草食性一族，有些種類可進入河口，在淡水中生活，主要種類有加州海牛、儒艮等。被人們稱為“美人魚”的，就是海牛中的某些種類。
鰭腳類鰭腳類大部分時間在水中生活，但繁殖、換毛、休息時可離開水到陸上生活。為適應水中生活，它們的四肢也變為鰭狀，但大多仍保留著趾和爪的痕跡。鰭腳類又可分為海獅、海象、海豹3個類別。其中，海獅類後肢尚未完全退化，在陸上仍可以用四肢爬行。海象僅有一種，主要生活在北極海域，後肢也可以向前彎曲，可用四肢爬行。海豹類的後肢已退化變小，不能向前彎曲，僅可起到協助遊泳的作用，海豹在陸上爬行主要依靠前肢。海豹多生活在比較寒冷的高緯度海域，在已知的17種海豹中，僅有1種生活在暖水域，其餘16種均生活在冷水或冷溫性海域中。