潜水动物潜水时，由于肺内受到巨大压力，肺泡被压缩，将肺内气体压入死腔，肺部交换表面完全萎缩，很少或不进行气体交换，那么潜水动物的氧储藏于：（1 ）血液中，因为它们有较多的血量和氧气的容量，潮气量大，换气率快，出潜时可交换更多的氧气，这样血液中就可贮藏大量的氧气；（2 ）肌肉中，潜水动物肌肉多则肌红蛋白就多，那么肌红蛋白中就贮藏大量的氧气，肌红蛋白平时不放出氧气，只有在潜水缺氧时才放出氧气，而且肌红蛋白较血红蛋白在低氧张力下放出氧气。
潜水动物潜水时开始的几秒钟内循环系统发生的变化为：心率急剧下降，心输出量减少，同时伴有血液的再分布，外周血管收缩，使多数组织血流减少甚至没有；靠近心脏的大动脉扩大，使脑和心脏等主要动脉血压维持正常，这些变化都是潜水动物对缺氧的一种适应，而且潜水动物对二氧化碳浓度升高的敏感性降低。潜水动物潜水过程中，肌肉中缺氧发生无氧酵解，乳酸形成并积累于肌肉中，但血液中乳酸浓度并没有升高，出潜后，肌肉的循环系统恢复，血液中乳酸浓度升高，这说明潜水时，肌肉中的循环中断，而且这样也不影响血液内酸碱平衡。
总之，潜水动物能潜水基于其代谢率降低，心输出量减少，外周血管收缩，较大的体内贮氧能力及控制系统和对二氧化碳浓度升高的敏感性下降等机制。
