Ο βράγχος είναι ένα ζωτικό όργανο που χρησιμοποιείται από τα ψάρια και άλλα υδρόβια ζώα για να αναπνέουν με την εξαγωγή οξυγόνου από το περιβάλλον νερό. Στα περισσότερα υδρόβια ζώα που χρησιμοποιούν βράγχια για αναπνοή, βρίσκονται πάνω ή κοντά στο κεφάλι και προστατεύονται από μια δομή που ονομάζεται πτερύγιο βράγχης. Αυτά τα εξειδικευμένα αναπνευστικά όργανα λειτουργούν φιλτράροντας το οξυγόνο από το νερό καθώς περνά σε πολλά νημάτια. Παρόμοια με τους πνεύμονες, το οξυγόνο απορροφάται στο αίμα μέσω των λεπτών τοιχωμάτων των μικροσκοπικών αιμοφόρων αγγείων. Για να αποκτήσει αρκετό οξυγόνο για να υποστηρίξει τη ζωή, πρέπει να περάσει πολύ νερό από τα βράγχια και οι επιστήμονες πιστεύουν ότι έχει χρησιμοποιηθεί από διάφορα πλάσματα για εκατομμύρια χρόνια.
Τα περισσότερα υδρόβια ζώα που παραμένουν βυθισμένα υποβρύχια χρησιμοποιούν βράγχια για αναπνοή. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν ψάρια, χέλια και καβούρια, και το βράγχι εκτελεί τη δουλειά που κάνει ο πνεύμονας σε ζώα που αναπνέουν αέρα. Η κύρια λειτουργία των βράγχων είναι η εξαγωγή οξυγόνου από το νερό και η απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα. Συνήθως τα βράγχια βρίσκονται πάνω ή κοντά στο κεφάλι του ζώου ανά δύο με ένα σε κάθε πλευρά και ο αριθμός των σετ ποικίλλει ανάλογα με το είδος του υδρόβιου ζώου. Κάθε ένα προστατεύεται από μια δομή που ονομάζεται πτερύγιο βράγχης, η οποία έχει την εμφάνιση μιας μακράς, βαθιάς, ελαφρώς καμπύλης σχισμής στο δέρμα. Το πτερύγιο καλύπτει και προστατεύει τη δομή του βράγχου και βοηθά επίσης να κατευθύνει το νερό στην επιφάνειά του.
Ένας βράγχος λειτουργεί φιλτράροντας τεράστιες ποσότητες νερού που ρέει μέσα από τη δομή. Καθώς το νερό εισέρχεται μέσω του πτερυγίου, τα μεγάλα σωματίδια απομακρύνονται από δομές που ονομάζονται βράγχια, τα οποία είναι σαν μια οθόνη κατασκευασμένη από μαλακό ιστό. Στη συνέχεια, το νερό φτάνει στα νήματα, τα οποία αποτελούνται από μαλακό ιστό με κοκκινωπό χρώμα και μοιάζουν με μια λεπτή οδοντωτή χτένα. Τα νήματα έχουν μεγάλη επιφάνεια εκτεθειμένη στο νερό με πληθώρα μικροσκοπικών αιμοφόρων αγγείων με λεπτό τοίχωμα πολύ κοντά στην εξωτερική μεμβράνη.
Καθώς το νερό περνάει από τα νήματα, το οξυγόνο μπορεί να περάσει από τα τοιχώματα των μικροσκοπικών αιμοφόρων αγγείων και να εισέλθει στην κυκλοφορία του αίματος. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι επίσης σε θέση να εξέλθει από το αίμα μέσω των τοιχωμάτων των αγγείων έτσι ώστε να μπορεί να απελευθερωθεί πίσω στο νερό από τα βράγχια. Δεδομένου ότι υπάρχει πολύ χαμηλότερη συγκέντρωση οξυγόνου στο νερό από ό, τι στον αέρα, τεράστιες ποσότητες πρέπει να περάσουν από τα βράγχια προκειμένου να παρέχουν αρκετό αέριο για να διατηρήσουν τη ζωή. Εκτός από το νερό που εισέρχεται φυσιολογικά καθώς ο υδρόβιος οργανισμός κολυμπά, πολλά ζώα μπορούν να ρουφήξουν περισσότερο «αντλώντας» τα βράγχια τους όταν χρειάζονται επιπλέον ποσότητες. Τα βράγχια είναι εξαιρετικά αποτελεσματικά αναπνευστικά όργανα που πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι έχουν χρησιμοποιηθεί για εκατομμύρια χρόνια από τότε που τα πρώτα πλάσματα ξεκίνησαν τη ζωή τους στη θάλασσα.