Muitos peixes teleósteos possuem uma bexiga natatória, ou bexiga de ar, que propicia a sustentação necessária para que atinjam a flutuabilidade neutra. O fato de um determinado peixe possuir uma bexiga natatória está mais relacionado ao seus hábitos de vida do que a sua posição taxonômica. Alguns peixes que vivem no fundo, ou também conhecidos como peixes demersais bentônicos são desprovidos de bexigas natatórias e parece razoável que a flutuabilidade neutra não tenha uma vantagem específica para um peixe que esta limitado ao fundo.
Muitas formas pelágicas e superficiais possuem bexigas natatórias, porém, outras não. Um peixe muito comum em águas brasileiras conhecida como cavalinha, por exemplo, não possui bexiga natatória desenvolvida. Para um predador veloz e vigoroso, é uma vantagem indiscutível, pois como foi visto, uma bexiga de paredes moles implica restrições severas na liberdade de movimentação ascendente e descendente nas massas de água. Nenhum tubarão por exemplo possui bexiga natatória, é uma característica de peixes ósseos.
A bexiga natatória é mais ou menos uma bolsa ovalada, de paredes moles, localizada na cavidade abdominal, logo abaixo da coluna espinhal. A sua forma varia muito, mas o volume é constante entre as espécies, maioria das vezes cerca de 5% do volume corpóreo nos peixes marinhos e 7% nas espécies de água doce. A razão para tal é que a densidade de um peixe, na ausência da bexiga natatória, é em torno de 1,07. O volume de gás necessário para propiciar uma flutuabilidade neutra em água doce é, portanto, cerca de 7% do volume do corpo e na água do mar 5%.
Uma bexiga natatória pode proporcionar flutuabilidade neutra perfeita a um peixe e ele pode desse modo evitar gasto de energia para não afundar. Há, entretanto, uma desvantagem importante: o peixe está em equilíbrio ou em flutuabilidade neutra apenas a uma profundidade específica. Se nadar abaixo dessa profundidade, a bexiga será comprimida pelo aumento da pressão na água, a flutuabilidade diminuirá e o peixe precisará nadar ativamente para evitar que afunde mais.
A origem embriológica da bexiga natatória é que ela é formada a partir de uma evaginação do trato digestivo. Aqueles peixes que mantêm uma conexão entre a bexiga e o esôfago, são conhecidos como peixes fisóstomos (do grego, physa = bexiga, stoma = boca). Esses peixes conseguem encher a bexiga respirandoo ar na superfície. Para peixes que vivem a grandes profundidades isso seria impraticável ou impossível, pois um grande volume de ar teria que ser acumulado dentro da bexiga na superfície para atingir a flutuabilidade neutra em grandes profundidades, onde a pressão é muitas vezes maior.
Os gases acumulados na bexiga natatória apresentam em sua composição Oxigênio, Gás carbônico e Nitrogênio. A concentração destes, vai variar de espécie para espécie.
Referência: Schmidt-Nielsen, K. (2002) Fisiologia Animal, Adaptação e Meio Ambiente. Cambridge University Press, 5° edição pp. 609