Bár a tengeri lovak nagyon eltérhetnek más típusú halaktól, egyszerűen egyenesen úszó testtartású csontos halak nemzetségei. A tengeri lovak ugyanabba az Actinopterygii osztályba tartoznak, mint a lazac, a tonhal és más ismert fajok. Mint ezek a halak, a tengeri lovak is finom nedvességmembránokkal, kopoltyúkkal ismerik fel a víz oxigénjét.
Az Operculum
Az operculum néven ismert csontos szerkezet borítja a legtöbb halfaj kopoltyúját, félhold alakú nyílásokat hagyva a fej oldalán. A csikóhalban ez a szerkezet egy keskeny nyílássá redukálódik, amely a fej hátsó részén helyezkedik el. Az ichtiológusok nem értik teljesen ennek az evolúciós módosításnak a célját, de úgy vélik, hogy összefüggésben áll a hal jellegzetes hosszúkás orrával.
Csomózott kopoltyúk
A csikós kopoltyúk jellegzetes belső szerkezettel is rendelkeznek. A csontos halak közös kopoltyústruktúrája mindkét oldalán négy kopoltyúívet foglal magában, rendezetten elrendezve a porcos szálak mentén. A csikóhal-kopoltyúk látszólag véletlenszerű, csomózott mintázatban fordulnak elő, esetleg a módosult fejszerkezethez és a csökkent operációs nyíláshoz alkalmazkodva.
A lamellák
A csikóhal kopoltyúin belül minden csomót egy kis gömb képez egy gömböcske. Ezek a csomók a lamellák, egyfajta speciális hám. Sűrű erek hálózata fut át a lamellákon, lehetővé téve az oxigén és a szén-dioxid diffundálódását a csikóhal véráramának és a környező víznek a vékony membránokon keresztül. Ez lehetővé teszi, hogy a csikóhal oxigént vegyen fel és megszabaduljon a szén-dioxidtól.
A véráramlás iránya
A lamellákon belül a vér a kapilláris hálózaton keresztül áramlik a víz természetes áramlásával szemben a szájtól az operulumig. Ellenáramú áramlásként ismert elrendezés növeli a gázcsere lehetőségét, lehetővé téve a tengeri ló számára, hogy a lehető legnagyobb mennyiségű oxigént nyerje ki a vízből.
Csikóhal-légzés
A csikóhal-légzés passzív diffúzióval történik. A passzív diffúzió akkor következik be, amikor az anyagok a membránon át haladnak az alacsony koncentrációjú régiókból a magas koncentrációjú régiókba. Ha a környező vízben több oxigén van, mint a csikóhal vérében, az oxigénmolekulák természetesen a vízből a csikóhal véráramába jutnak. Hasonlóképpen a szén-dioxid diffundál a véráramból a környező vízbe. Ez a mechanizmus lehetővé teszi, hogy a tengeri ló oxigént nyerjen ki a környezetéből, és ártalmatlanítsa a füstgázt.