A víz alatti légzéshez a halaknak oldott oxigént kell kivonniuk a vízből. Ezt a kopoltyúik segítségével teszik.1 A víz a hal szájába jut, majd a hal a kopoltyúin keresztül, számos apró véredényen keresztül a kopoltyúnyílásokon keresztül a vizet kifelé nyomja. A kopoltyúk oxigént vesznek fel a vízből, és a víz a kopoltyúkban lévő vérerekből szén-dioxidot és ammóniát engednek ki. A kopoltyúfonalak a kopoltyúk vörös, húsos része; ezek viszik be az oxigént a vérbe. Minden egyes rostszálnak több ezer finom ága (lamella) van, amelyek a víz felé vannak kitéve. Az ágak vérkapillárisokat tartalmaznak egy vékony hám alatt, amely elválasztja a vért a víztől, így az oxigén és a szén-dioxid könnyen átjuthat.
Nem minden hal támaszkodik azonban teljes mértékben a kopoltyúkra a légzéshez. Egyes halfajok a szükséges oxigén nagy részét a bőrön keresztül szívják fel, különösen, amikor még fiatal halak. Másoknak tüdőjük vagy más kiegészítő légkamrájuk fejlődött ki, hogy a víz felszínéről lélegezzenek be levegőt, és ezek a halfajok megfulladhatnak, ha nem jutnak a vízfelszínre.
Kopoltyúszálak
A kopoltyúszálak a halaknál olyan funkciókat látnak el, mint az embereknél a tüdő: ez a szerv felelős az oxigén felvételéért és a szén-dioxid kilélegzéséért. A kopoltyúk szabályozzák az ásványi ionok szintjét és a vér pH-értékét is, valamint a nitrogéntartalmú hulladékok kiválasztásának elsődleges helye, ammónia formájában.
A csontos halak kopoltyúrostjait „elsődleges lamelláknak” is nevezik.2 Ezek bonyolult szerkezetek, amelyek nagy felülettel rendelkeznek. A kisebb „másodlagos lamellák” az elsődleges rostok hajtásai. A másodlagos lamellák kis vérkapillárisokat tartalmaznak, és a vér a vízzel ellentétes irányban áramlik. Ennek eredményeként a másodlagos lamellák mellett áramló víznek mindig magasabb az oxigénkoncentrációja, mint a véré, így az oxigén a másodlagos lamellák teljes hosszában elnyelődik. Így a szén-dioxid is passzívan diffundál a vérből a vízbe.
Az aktívan úszó halak kopoltyúrostjai igen fejlettek, hogy maximalizálják az oxigénfelvételt. Az ülő, fenéken élő halak kopoltyúszálai általában kisebb mennyiséget szívnak fel, mivel kevésbé aktívak, és nem használják fel olyan gyorsan az oxigént.
Kopoltyúívek
A legtöbb halnak három vagy több kopoltyúíve van a test mindkét oldalán. Ezek támasztják alá a kopoltyúszálakat, porcosak vagy csontosak, és bumeráng alakúak. Minden kopoltyúív egy felső és egy alsó végtagból áll, amelyek hátul összeilleszkednek. A kopoltyúszálak és a kopoltyúrostok a kopoltyúívekhez kapcsolódnak.
A kopoltyúívek támasztékot nyújtanak a kopoltyúknak, valamint a vérereknek.2 A kopoltyúba belépő artériák alacsony oxigén- és magas salakanyag-koncentrációjú vért szállítanak. A kopoltyúkat elhagyó artériák kevés hulladékot tartalmazó, oxigénben gazdag vért tartalmaznak.
Kopoltyúrakéták
A kopoltyú gereblyék olyan csontos nyúlványok, amelyek segítik a halak táplálkozását.3 A kopoltyúívekből előre és befelé mutatnak. Számuk és alakjuk a hal táplálkozásától függően változik: a nagy zsákmányt – például más halakat – fogyasztó halaknál a széles körben elhelyezkedő kopoltyú gereblyék nyilvánvalóak, amelyek megakadályozzák, hogy a zsákmánytárgy kiszabaduljon és a kopoltyúk között elmeneküljön. A kisebb zsákmányt fogyasztó halaknál nagyobb számú, vékonyabb, hosszabb kopoltyúrostélyok láthatók. A planktont és a vízben lebegő apró anyagokat fogyasztó fajok kopoltyúkaparók rendkívül hosszúak és vékonyak. Néhány halnak csak az alsó ívén 150-nél is több van. ezek segítenek a lenyelhető táplálékrészecskéket a torokban összegyűjteni, míg a víz a kopoltyúnyílásokon keresztül távozik.
