Пингвини морају ронити под водом како би уловили храну у океану. Међутим, пингвинима је потребан кисеоник да би дисали под водом. За већину врста пингвина просечно подводно роњење траје 6 минута, јер већина њиховог плена борави у горњим водостајима. Међутим, царски пингвин се храни лигњама, рибом или крилом који бораве дубоко под водом, тако да ова врста пингвина може да задржи дах и до 20 минута. Такође је познато да царски пингвини роне до 1800 стопа како би пронашли свој плен. За другу врсту, Гентоо, познато је да рони до 500 стопа. За разлику од фока, пингвини су релативно мали, па њихова плућа могу да држе само толико кисеоника. Такође, подводна компресија утиче на плућа и ваздушне вреће пингвина. Ови кључни дисајни путеви могу да обезбеде само 1/3 потребног кисеоника потребног за свако роњење.
Истраживање спроведено на дивљим пингвинима на Антарктику показује неке изненађујуће адаптације у крви и мишићним ткивима пингвина за повећање кисеоника током подводног зарона. Ови пингвини су имали посебне сензоре за надгледање нивоа ваздуха. За разлику од људи, ултра-осетљиви хемоглобин присутан у црвеним крвним зрнцима пингвина омогућава пингвинима да ефикасно користе сваки последњи молекул кисеоника у свом систему за роњење. Крв се углавном шаље у срце, мозак и друге главне органе. Пингвински хемоглобин је толико ефикасан да пингвини могу да наставе да роне када би друге животиње патиле од озбиљних оштећења ткива. Поред тога, мишићно ткиво пингвина такође му помаже да ефикасно дише под водом. Мишићно ткиво пингвина такође може да складишти додатни кисеоник користећи велике количине крвног протеина миоглобина. Такође, специјални ензим омогућава мишићима пингвина да раде без присуства кисеоника, док неутралишу накупљање млечне киселине. Када пингвини дођу на површину и врате се нормалном дисању, тада могу да избаце ову накупину млечне киселине. Да би даље уштедели на потрошњи кисеоника, пингвини могу да смање пулс на пет откуцаја у минути. Користећи мање енергије, ове птице могу да продуже време роњења под водом.
Пингвини најефикасније пливају у дубљим водостајима, али понекад ће бити потребно пливати на површини воде. Неке врсте пингвина користе технику дисања и пливања звану плискавица, названу по плискавицама и делфинима. Птице излазе на ваздух, а затим брзо удишу и издишу. Затим почињу да дишу не прекидајући кретање напред. Они скачу у воду и из ње. Пингвини могу да одржавају брзину до 6 мпх док се плисирају. Међутим, ова техника плишања се обично не среће код краљева или цара пингвина.
