Kuşların solunum sistemi, omurgalılar arasında en verimli oksijen transfer yapılarından biridir. Özellikle uçuş gibi yüksek enerji gerektiren aktivitelerde, hatta düşük oksijen seviyesine sahip yüksek irtifalarda bile oksijen ihtiyacını karşılayabilmeleri, onların benzersiz solunum mimarisi sayesinde mümkündür. Kuş akciğerleri; tek yönlü hava akışı, hava keseleri, parabronş yapısı ve çapraz akım (cross-current) değişim mekanizması sayesinde memelilere kıyasla çok daha yüksek oranda oksijen kullanımına ulaşır.
Kuşların solunum sistemindeki ilk önemli fark, akciğerlerdeki hava akışının tek yönlü olmasıdır. Memelilerde olduğu gibi hava aynı kanaldan girip çıkmaz; bunun yerine kuşlarda akciğer içindeki hava akımı her zaman belirli bir yönde ilerler. Böylece taze oksijen, karbondioksit açısından zengin hava ile karışmaz. Bu, akciğerlerdeki gaz değişiminin sürekli yüksek oksijen basıncı altında sürmesini sağlar.