Ryby w dużej mierze odróżniają się od innych zwierząt przystosowaniem do środowiska, którym jest oczywiście woda. Fizjologia ryb różni się pod pewnymi kluczowymi względami od fizjologii zwierząt zamieszkujących ląd. Główne różnice polegają na tym, jak ryby oddychają, pozyskują tlen i jak poruszają się w wodzie. Ryby dokonały również innych niezwykłych zmian fizjologicznych w swoim środowisku.
Podobnie jak zwierzęta na lądzie, ryby potrzebują tlenu, aby przeżyć. Problem polega na tym, że woda ma tylko dwa procent ilości tlenu zawartego w powietrzu. Ponadto poziom tlenu spada, gdy woda staje się cieplejsza, a zanieczyszczona lub stojąca woda również ma mniej tlenu.
Ryby pozyskują tlen głównie przez skrzela. Otwierając i zamykając usta, ryby przenoszą wodę przez skrzela, które są wypełnione tysiącami maleńkich naczyń krwionośnych, które pochłaniają tlen i przesyłają go do krwiobiegu. Kilka ryb może pobierać tlen w inny sposób. Na przykład tarpon — duża ryba morska, może wypłynąć na powierzchnię i w razie potrzeby pobrać trochę dodatkowego tlenu. Ryba dwudyszna ma skrzela, ale dużo tlenu pozyskuje połykając powietrze, które wypełnia worek przypominający nieco płuco, stąd jej nazwa.
Sposób, w jaki ryby poruszają się w wodzie, jest również dość niezwykłym elementem fizjologii ryb. Ponieważ woda jest gęsta, ryby muszą być bardzo silne, aby się przez nią poruszać. Ryby mają dużo mięśni, które umożliwiają im pływanie. Płetwy pozwalają również rybom poruszać się do przodu i do tyłu, a ich mocne płetwy ogonowe pomagają im poruszać się po wodzie. Większość ryb ma siedem płetw, ale niektóre mają sześć lub osiem.
Pęcherz pławny lub pęcherz powietrzny to kolejny ważny element fizjologii ryb. Ryby zachowują pływalność i poruszają się w wodzie w górę iw dół, zmniejszając lub zwiększając ilość powietrza w pęcherzu pławnym. Niektóre ryby używają również pęcherza pławnego do intensyfikacji dźwięku.
Fizjologia ryb dostosowała się do środowiska na inne ważne sposoby. Większość ryb ma ochronną powłokę z łusek wykonanych z wapnia, która chroni ryby przed urazami i chorobami. Kolejna ważna adaptacja wiąże się z utrzymywaniem nawodnienia i utrzymywaniem właściwej równowagi soli, co jest szczególnym wyzwaniem dla ryb morskich. Spożywanie zbyt dużej ilości soli nie jest dobre, więc ryby morskie piją wodę i wydzielają sól przez mocz i skrzela. Ryby słodkowodne czerpią wodę przez skrzela i skórę, zamiast ją pić.