Côn trùng thở bằng các gai ở bên ngoài bộ xương ngoài của chúng, liên kết với mạng lưới các ống khí quản cung cấp oxy. Các ống này kết thúc bằng các khí quản chứa đầy chất lỏng, nơi oxy hòa tan trước khi khuếch tán vào tế bào chất của các ô liền kề.
Nếu không có sự hỗ trợ của phổi để di chuyển không khí và khí cacbonic ra khỏi cơ thể, côn trùng phải sử dụng các gai của chúng để thực hiện chức năng hô hấp này. Hầu hết các loài côn trùng đều có một cặp gai trên mỗi đoạn cơ thể: đầu, bụng và ngực. Các loài côn trùng nhỏ hơn được cung cấp oxy hoàn toàn bằng cách khuếch tán thụ động, trong khi những con lớn hơn phải luân phiên mở và đóng van thần kỳ để hút không khí vào và đẩy carbon dioxide ra ngoài thông qua các cơn co thắt, về cơ bản biến toàn bộ cơ thể chúng thành hình ảnh của một lá phổi.
Các ống khí quản có cùng chức năng mà các động mạch vận chuyển hemoglobin ở các động vật lớn hơn; sự khác biệt quan trọng là không khí, không phải máu, được vận chuyển. Sự hiện diện của khối lượng không khí cao này cho phép côn trùng nổi dễ dàng hơn và nhiều loài côn trùng sử dụng nó như một nguồn dự trữ oxy khi ở dưới nước.
Bộ máy hô hấp này hoạt động chỉ vì kích thước nhỏ bé của côn trùng; một con côn trùng có kích thước bằng con người sẽ không thể có không khí trong lành đến giữa cơ thể của nó.
