Để thở dưới nước, cá phải lấy oxy hòa tan từ nước. Họ làm điều này bằng cách sử dụng mang của họ. Nước đi vào miệng cá và sau đó cá đẩy nước qua mang, qua nhiều mạch máu nhỏ và ra khỏi khe mang. Các mang lấy oxy từ nước và để nước cuốn đi carbon dioxide và amoniac từ các mạch máu trong mang. Các sợi mang là phần thịt màu đỏ của mang; chúng đưa oxy vào máu. Mỗi sợi có hàng ngàn nhánh mịn (lamellae) tiếp xúc với nước. Các nhánh chứa các mao mạch máu bên dưới một biểu mô mỏng ngăn cách máu với nước, cho phép oxy và carbon dioxide đi qua dễ dàng.
Tuy nhiên, không phải tất cả các loài cá đều hoàn toàn dựa vào mang để thở. Một số loài cá hấp thụ phần lớn lượng oxy cần thiết qua da, đặc biệt khi chúng còn nhỏ. Những loài khác có phổi hoặc các khoang khí phụ khác đã phát triển để hít thở không khí từ mặt nước và những loài cá này có thể chết đuối nếu chúng không tiếp cận được với mặt nước.
Các sợi mang ở cá có chức năng giống như phổi ở người: đó là cơ quan chịu trách nhiệm hấp thụ oxy và thải khí carbon dioxide. Mang cũng điều chỉnh mức độ của các ion khoáng và độ pH của máu, cũng như là nơi bài tiết chất thải nitơ chính, dưới dạng amoniac.
Các sợi mang của cá xương còn được gọi là "lamellae chính". Chúng là những cấu trúc phức tạp có diện tích bề mặt lớn. "Lamellae thứ cấp" nhỏ hơn là nhánh của các sợi sơ cấp. Các phiến thứ cấp chứa các mao mạch máu nhỏ và máu chảy ngược chiều với nước. Kết quả là nước chảy bên cạnh các lá mỏng thứ cấp luôn có nồng độ oxy cao hơn trong máu, vì vậy oxy được hấp thụ dọc theo toàn bộ chiều dài của các lá thứ cấp. Bằng cách này, carbon dioxide cũng được khuếch tán thụ động từ máu vào trong nước.
Cá bơi tích cực có các sợi mang rất phát triển để tối đa hóa sự hấp thụ oxy. Cá ít vận động sống ở đáy thường có các sợi mang hấp thụ thể tích nhỏ hơn, vì chúng ít hoạt động hơn và không sử dụng oxy nhanh chóng.
Vòm mang
Hầu hết các loài cá có ba hoặc nhiều hơn ba vòm mang ở mỗi bên cơ thể. Chúng hỗ trợ các sợi mang và là sụn hoặc xương và có hình dạng giống như một chiếc boomerang. Mỗi cung mang bao gồm một chi trên và một chi dưới nối với nhau ở phía sau. Các sợi mang và lược mang được gắn vào các cung mang.
Vòm mang hỗ trợ cho mang cũng như các mạch máu. Các động mạch đi vào mang mang máu có hàm lượng oxy thấp và nồng độ chất thải cao. Các động mạch rời khỏi mang chứa máu ít chất thải giàu oxy.
Máy cào mang
Lược mang là những phần nhô ra bằng xương giúp cá kiếm ăn. Chúng hướng về phía trước và hướng vào trong từ các vòm mang. Số lượng và hình dạng của chúng thay đổi tùy theo chế độ ăn của cá: các lược mang có khoảng cách rộng rãi hiện rõ trên những loài cá ăn con mồi lớn, chẳng hạn như các loài cá khác, ngăn không cho con mồi tự do và trốn thoát giữa các mang. Một số lượng lớn các lược mang mỏng hơn, dài hơn được nhìn thấy trên những con cá ăn con mồi nhỏ hơn. Các loài ăn sinh vật phù du và vật chất nhỏ lơ lửng trong các lược mang thể thao dưới nước cực dài và mỏng. Một số loài cá có hơn 150 cái chỉ ở vòm dưới. Những cái này giúp thu thập các mảnh thức ăn trong cổ họng mà chúng có thể nuốt được, trong khi nước được thải ra ngoài qua các khe mang.