Hệ hô hấp của cá xương trao đổi khí với nước rất hiệu quả vì:

- Cá xương có một đôi mang, mỗi mang được cấu tạo từ các cung mang, sợi mang và phiến mang → tạo ra diện tích trao đổi khí rất lớn.

- Sự sắp xếp của các mao mạch ở mang cá xương đảm bảo dòng máu trong mao mạch luôn chảy song song nhưng ngược chiều với dòng nước chảy bên ngoài → làm tăng hiệu quả cho quá trình trao đổi khí giữa máu với dòng nước qua phiến mang.

- Hoạt động của các cơ hô hấp làm thay đổi thể tích khoang miệng và khoang mang diễn ra nhịp nhàng → làm cho dòng nước giàu O₂ đi qua mang theo một chiều liên tục, không bị ngắt quãng đảm bảo sự thông khí.