Fische unterscheiden sich von anderen Tieren hauptsächlich durch ihre Anpassung an ihre Umgebung, die natürlich Wasser ist. Die Physiologie der Fische unterscheidet sich in einigen wesentlichen Punkten von der Physiologie der Tiere, die das Land bewohnen. Die Hauptunterschiede liegen darin, wie Fische atmen oder Sauerstoff aufnehmen und wie sie sich durch das Wasser bewegen. Fische haben auch andere bemerkenswerte physiologische Anpassungen an ihre Umgebung vorgenommen.
Fische brauchen wie Tiere an Land Sauerstoff zum Überleben. Das Problem ist, dass Wasser nur zwei Prozent des Sauerstoffgehalts der Luft enthält. Darüber hinaus sinkt der Sauerstoffgehalt, wenn das Wasser wärmer wird, und verschmutztes oder stehendes Wasser enthält ebenfalls weniger Sauerstoff.
Fische erhalten Sauerstoff hauptsächlich über ihre Kiemen. Durch das Öffnen und Schließen des Mauls bewegen Fische Wasser über ihre Kiemen, die mit Tausenden winziger Blutgefäße gefüllt sind, die Sauerstoff aufnehmen und in den Blutkreislauf abgeben. Einige Fische können Sauerstoff auf andere Weise aufnehmen. Zum Beispiel kann ein Tarpon – ein großer Salzwasserfisch – an die Oberfläche schwimmen und bei Bedarf etwas zusätzlichen Sauerstoff aufnehmen. Der Lungenfisch hat Kiemen, bekommt aber viel Sauerstoff durch das Schlucken von Luft, die einen Lungenbeutel füllt, daher der Name.
Wie sich Fische durch das Wasser bewegen, ist auch ein ziemlich bemerkenswertes Element der Fischphysiologie. Da Wasser dicht ist, müssen Fische sehr stark sein, um sich darin zu bewegen. Fische haben viele Muskeln, die ihnen das Schwimmen ermöglichen. Flossen ermöglichen es den Fischen auch, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen, und ihre starken Schwanzflossen helfen, sie durch das Wasser zu treiben. Die meisten Fische haben sieben Flossen, aber einige haben sechs oder acht.
Die Schwimmblase oder Luftblase ist ein weiteres wichtiges Element der Fischphysiologie. Fische bleiben schwimmfähig und bewegen sich im Wasser auf und ab, indem sie die Luftmenge in ihrer Schwimmblase verringern oder erhöhen. Einige Fische verwenden die Schwimmblase auch, um den Schall zu intensivieren.
Die Fischphysiologie hat sich auf andere wichtige Weise an die Umwelt angepasst. Die meisten Fische haben eine schützende Hülle aus Schuppen aus Kalzium, die sie vor Verletzungen und Krankheiten schützt. Eine weitere wichtige Anpassung betrifft die Aufrechterhaltung des Flüssigkeitshaushalts und die Aufrechterhaltung eines angemessenen Salzhaushalts, was für Meerwasserfische eine besondere Herausforderung darstellt. Zu viel Salz aufzunehmen ist nicht gut, daher trinken Meerwasserfische Wasser und scheiden Salz über ihren Urin und ihre Kiemen aus. Süßwasserfische nehmen Wasser über ihre Kiemen und Haut auf, anstatt es zu trinken.