Certaines
caractéristiques anatomiques des oiseaux rappellent celles des
reptiles ou celles des
mammifères. Ils sont
homéothermes et
ovipares. L'anatomie des oiseaux montre beaucoup d'adaptations inhabituelles dans le règne animal, dont un grand nombre a pour but de faciliter le vol ; ces adaptations existent même chez les espèces d'oiseaux qui ne savent pas voler.
Plusieurs d'entre eux sont creux et fusionnent avec les
sacs aériens qui sont des organes du
système respiratoire4. En fait, le squelette des oiseaux est très léger (environ 15 % du poids total de l'oiseau). Le système respiratoire des oiseaux est un des plus complexes et des plus performants du règne animal
5. À la base de la
trachée se trouve l'organe vocal des oiseaux, la
syrinx.

Structure du squelette d'une aile d'oiseau
Les
ailes sont également une adaptation au vol, mais comme le précise la théorie de l'
évolution, l'aile a précédé le vol. La transformation du membre antérieur en aile s'est accompagnée d'une réduction du nombre d'os, au niveau des phalanges, du nombre de doigts, du carpe et du métacarpe.
On note aussi diverses adaptations au niveau de la colonne vertébrale dont les vertèbres de la région cervicale qui permettent une importante flexion ou rotation du cou pour beaucoup d'oiseaux ; par contre la flexion dans la partie postérieure du corps est très limitée en raison de la fusion de certaines vertèbres (
pygostyle et
synsacrum). Chez les oiseaux qui volent, le sternum, très développé, porte une crête médiane appelée
bréchet, servant à l'insertion des muscles du vol (muscles pectoraux).
Tous les oiseaux, même ceux qui ne volent pas, possèdent une
furcula, c'est-à-dire les deux clavicules soudées.
Le squelette est aussi simplifié au niveau des membres postérieurs : le
péroné, très réduit, est soudé au
tibia ; les os du
tarse se sont soudés pour certains avec le tibia (formant le tibio-tarse) et pour d'autres avec le
métatarse (formant ainsi le
tarso-métatarse).
Si comme pour les mammifères et les
crocodiliens, leur
cœur possède quatre chambres, c'est cependant la
crosse aortique de droite qui persiste alors que c'est celle de gauche chez les mammifères. De plus, les
érythrocytes aviens possèdent des noyaux
5,7.
Le système nerveux est, en moyenne, un peu plus volumineux que celui des reptiles mais moins que celui des mammifères. Sauf exception, l'aire visuelle est particulièrement développée ce qui témoigne des
performances visuelles uniqueset l'aire olfactive est réduite sauf pour certaines espèces comme les
vautours ou les
kiwis8. La taille de leur
télencéphale et de leur
cervelet leur rend possible des
vocalises étonnantes et des capacités d'apprentissage et d'abstraction assez élevées chez certaines espèces. L'œil est chez les oiseaux un organe très complexe. Les organes internes du sens de l'équilibre (
canaux semi-circulaires) et de l'audition (
cochlée) sont beaucoup plus développés que ceux des reptiles.
Certaines adaptations anatomiques peuvent dépendre du mode de vie, comme celles liées à l'alimentation, ce qui est très facilement observable au niveau des
becs et des
systèmes digestifs. Elles peuvent aussi être liées à la latitude où ils vivent et donc à l'adaptation au froid ; par exemple chez les oiseaux nordiques, la circulation est à contre-courant dans les pattes, de manière à réduire les pertes de chaleur
5. Certaines de ces adaptations sont temporaires : par exemple certains oiseaux migrateurs ont la capacité de réduire la taille de leurs viscères