For at kunne trække vejret under vandet skal fisk trække opløst ilt fra vandet. Det gør de ved hjælp af deres gæller. Vand kommer ind i fiskens mund, og derefter tvinger fisken vand hen over dens gæller, forbi mange små blodkar og ud af gællespalterne. Gællerne tager ilt fra vandet og lader vandet piske kuldioxid og ammoniak væk fra blodkarrene i gællerne. Gælletråde er den røde, kødfulde del af gællerne; de tager ilt ind i blodet. Hvert filament har tusindvis af fine grene (lameller), der er udsat for vandet. Grenene indeholder blodkapillærer under et tyndt epitel, der adskiller blodet fra vandet, så ilt og kuldioxid let kan passere igennem.
Ikke alle fisk er helt afhængige af, at deres gæller trækker vejret. Nogle fiskearter optager en stor del af deres nødvendige ilt gennem huden, især når de er unge. Andre har lunger eller andre ekstra luftkamre, der har udviklet sig til at indånde luft fra vandoverfladen, og disse fiskearter kan drukne, hvis de ikke har adgang til vandoverfladen.
Gill filamenter
Gællefilamenterne i fisk har funktioner som lunger hos mennesker: det er det organ, der er ansvarligt for at absorbere ilt og udstøde kuldioxid. Gællerne regulerer også niveauet af mineralioner og blodets pH, ligesom de er det primære sted for udskillelse af nitrogenholdigt affald i form af ammoniak.
Gælletrådene af benfisk kaldes også "primære lameller." De er indviklede strukturer, der har et stort overfladeareal. Mindre "sekundære lameller" er udløbere af de primære filamenter. De sekundære lameller indeholder små blodkapillærer, og blodet strømmer i den modsatte retning af vandet. Som følge heraf har vandet, der strømmer ved siden af de sekundære lameller, altid en højere iltkoncentration end i blodet, så ilt absorberes i hele længden af de sekundære lameller. Også på denne måde diffunderes kuldioxid passivt fra blodet til vandet.
Aktivt svømmende fisk har gællefilamenter, der er højt udviklede for at maksimere optagelsen af ilt. Stillesiddende fisk, der lever på bunden, har normalt gællefilamenter, der absorberer mindre volumener, da de er mindre aktive og ikke bruger ilten så hurtigt.
Gældebuer
De fleste fisk har tre eller flere gællebuer på hver side af kroppen. Disse støtter gællefilamenterne og er bruskagtige eller knogleformede og formet som en boomerang. Hver gællebue består af en øvre og en nedre lem, der er forbundet i ryggen. Gældefilamenter og gællerive er fastgjort til gællebuerne.
De gælle buer tilbyde støtte til gællerne samt blodkarrene. Arterier, der kommer ind i gællerne, bringer blod med lavt iltindhold og en høj koncentration af affald. Arterier, der forlader gællerne, indeholder blod med lidt affald, der er rigt på ilt.
Gill rakere
Gill-rive er knoglede fremspring, der hjælper fisken med at fodre. De peger fremad og indad fra gællebuerne. Deres antal og form varierer afhængigt af fiskens kost: gællerivere med stor afstand er tydelige på fisk, der spiser store byttedyr, såsom andre fisk, som forhindrer byttet i at komme fri og undslippe mellem gællerne. Et større antal tyndere, længere gællerivere ses på fisk, der spiser mindre bytte. Arter, der forbruger plankton og bittesmå stoffer, der er suspenderet i vandsportens gællerivere, som er ekstremt lange og tynde. Nogle fisk har mere end 150 bare på den nederste bue. Disse hjælper med at opsamle madpartikler i svælget, der kan sluges, mens vand ledes ud gennem gællespalterne.
