Skeletstructuur bij dieren is grotendeels afhankelijk van evolutie. Omdat diersoorten zich aanpassen aan verschillende ecologische niches, veranderen hun fysieke structuren vaak in de loop van de tijd omdat natuurlijke selectie met reproductief succes die individuen beloont met de meest succesvolle aanpassingen. Mensen zijn aangepast aan een leven van wandelen en rennen, en dus zijn onze botten geëvolueerd om onze rechtopstaande gewoonten te ondersteunen. Vogels zijn echter sterk aangepast aan een leven van vliegen, wat tot uiting komt in de structuur en samenstelling van hun skeletten.
ossificatie
Vogelskeletten zijn extreem dun, maar moeten erg sterk zijn om de ontberingen van de vlucht te overleven. Een aanpassing die dit mogelijk maakt, is het samensmelten van botten tot grotere, stijvere structuren zoals de pygostyle, die zich aan de basis van de wervelkolom van een vogel bevindt. Men denkt dat dit kenmerk is geëvolueerd omdat een vrij bewegende staart zoals die van Archaeopteryx (beschouwd als de "eerste vogel") niet zo nuttig is voor vluchtcontrole als een vaste staart. Deze fusies, of ossificaties, komen veel vaker voor bij vogels dan bij andere dieren. Bij mensen ondergaan alleen de schedel, het bekken en de uiteinden van de lange botten in de ledematen die eindigen in groeischijven deze fusie.
Botmassa
Een andere aanpassing die nuttig was voor de vlucht was een vermindering van de absolute botmassa. In tegenstelling tot mensen - die zeer massieve botten hebben - hebben vogels gepneumatiseerde botten, die holle kamers bevatten die toegankelijk zijn voor lucht. Deze luchtzakken zijn voorzien van een honingraatstructuur met kruisende stutten of spanten die de structurele sterkte vergroten en tegelijkertijd de massa verminderen. Het type voortbeweging dat een bepaalde vogelsoort prefereert, lijkt van invloed te zijn op het aantal holle botten dat het heeft ontwikkeld; vogels die lange tijd zweven of glijden, hebben het grootste aantal holle botten, terwijl zwemmende en rennende vogels zoals pinguïns en struisvogels er helemaal geen hebben.
Vorkbeen
Vogels zijn de enige dieren met een versmolten sleutelbeen, het wensbeen, dat zich uitstrekt tot aan het borstbeen en zich uitbreidt tot een kielstructuur. Dit speciale borstbeen dient als bevestigingspunt voor de zeer robuuste spieren die nodig zijn voor de vlucht, of in het geval van pinguïns, zwemmen. Vliegende vogels zoals struisvogels missen deze kiel. Daarentegen zijn de botten van de menselijke romp zo gestructureerd dat de sterkste spieren vanaf de rug worden verankerd, waardoor onze hoofden en rechtopstaande houding worden ondersteund. Dit is nodig omdat de schedel van een vogel slechts ongeveer 1% van zijn lichaamsgewicht omvat, terwijl de menselijke schedel ongeveer 5% is.
Uncinate-proces
Vogels bezitten ook een uncinate proces, die mensen niet hebben. Deze kenmerken zijn verlengstukken van bot met weerhaken die helpen de dunne ribbenkast van een vogel te versterken door te overlappen met de rib erachter. De naam komt van het Latijnse woord "uncinatus", wat "verslaafd" betekent. De aanpassing van deze functie aan hard bot is uniek voor vogels, hoewel sommige reptielen en dinosaurussen een versie hebben die bestaat uit: kraakbeen. Het is aangetoond dat het uncinate-proces een rol speelt bij de ademhaling door de borstkas uit te zetten, waardoor de effectiviteit van het inademen wordt vergroot. Bij mensen wordt de ademhaling in plaats daarvan bepaald door de kracht van het middenrif, de rug en de borstspieren.
