Tučniaky sa musia potápať pod vodou, aby chytili jedlo v oceáne. Tučniaky však na dýchanie pod vodou potrebujú kyslík. U väčšiny druhov tučniakov trvá priemerný ponor pod vodou 6 minút, pretože väčšina ich koristi sa nachádza v horných vodných hladinách. Cisársky tučniak sa však živí chobotnicami, rybami alebo krilmi, ktoré sa zdržiavajú hlboko pod vodou, takže tento druh tučniaka dokáže zadržať dych až na 20 minút. Je tiež známe, že tučniaky cisárske sa potápajú až do výšky 800 metrov, aby našli svoju korisť. Je známe, že ďalší druh, Gentoo, sa potápa až do výšky 500 stôp. Na rozdiel od tuleňov sú tučniaky pomerne malé, takže ich pľúca pojmú iba toľko kyslíka. Kompresia pod vodou ovplyvňuje aj pľúca a vzduchové vaky tučniakov. Tieto rozhodujúce dýchacie cesty môžu poskytnúť iba 1/3 potrebného kyslíka potrebného na každý ponor.
Výskum vedený na divokých tučniakoch v Antarktíde ukazuje niekoľko prekvapivých adaptácií v krvi a vo svalových tkanivách tučniaka na zvýšenie kyslíka počas potápania pod vodou. Tieto tučniaky boli vybavené špeciálnymi senzormi na monitorovanie ich hladiny vzduchu. Na rozdiel od ľudí umožňuje ultracitlivý hemoglobín prítomný v červených krvinkách tučniakov tučniakom efektívne využiť každú poslednú molekulu kyslíka v ich systéme na potápanie. Krv sa posiela hlavne do srdca, mozgu a ďalších hlavných orgánov. Hemoglobín tučniaka je taký účinný, že tučniaky môžu pokračovať v potápaní, keď by iné zvieratá utrpeli vážne poškodenie tkaniva. Okrem toho svalové tkanivá tučniaka tiež pomáhajú účinne dýchať pod vodou. Svalové tkanivá tučniaka môžu tiež ukladať ďalší kyslík použitím veľkého množstva krvnej bielkoviny myoglobínu. Špeciálny enzým tiež umožňuje svalom tučniaka pracovať bez prítomnosti kyslíka a zároveň neutralizovať nahromadenie kyseliny mliečnej. Keď sa tučniaky dostanú na povrch a vrátia sa k normálnemu dýchaniu, môžu tieto nahromadenie kyseliny mliečnej vylúčiť. V záujme ďalšej úspory spotreby kyslíka môžu tučniaky znížiť srdcovú frekvenciu na päť úderov za minútu. Tým, že spotrebujú menej energie, sú tieto vtáky schopné predĺžiť čas potápania pod vodou.
Tučniaky plávajú najefektívnejšie v hlbších vodných hladinách, niekedy však môže byť potrebné plávať pri vodnej hladine. Niektoré druhy tučniakov používajú techniku dýchania a plávania nazývanú sviňucha, ktorá je pomenovaná po sviňuchách a delfínoch. Vtáky prichádzajú na vzduch, potom sa rýchlo nadýchnu a vydýchnu. Potom začnú dýchať bez prerušenia pohybu vpred. Skáču dovnútra a von z vody. Tučniaky môžu počas sviňuchy udržiavať rýchlosť až 6 mph. Táto technika sviňuchy však nie je u tučniakov kráľa alebo cisára obyčajne k videniu.