สัตว์ทะเลหน้าดินเกือบทุกชนิดต้องการออกซิเจนในกระบวนการเมแทบอลิซึม ความต้องการออกซิเจนของสัตว์ทะเลหน้าดินแต่ละชนิดวัดได้จากอัตราการหายใจ ซึ่งวัดในรูปปริมาณออกซิเจนที่ใช้บริโภค คิดเป็นมิลลิเมตรที่ใช้ต่อหน่วยน้ำหนักต่อหน่วยเวลา (ml/g/hr) ตามปกติสัตว์ที่มีขนาดใหญ่จะมีความต้องการบริโภคออกซิเจนมากกว่าสัตว์ที่มีขนาดเล็กในกลุ่มสัตว์ชนิดเดียวกันนอกจากนี้แล้วสัตว์ทะเลที่เคลื่อนที่เร็วหรือมีการว่ายน้ำตลอดเวลาจะใช้ออกซิเจนมากกว่าพวกที่อยู่กับที่ เช่น พวกฟองน้ำ เพรียงหัวหอมและหอยสองฝาส่วนใหญ่จะใช้ออกซิเจนน้อยกว่าพวกกุ้งและปู นอกจากนี้ยังน้อยกว่าปลาหมึกและปลาชนิดต่างๆ ช่วงอายุต่างๆ ที่เป็นตัวอ่อนและตัวแก่ของสัตว์ทะเลหน้าดินก็จะมีอิทธิพลที่ทำให้ความต้องการในการบริโภคออกซิเจนต่างกัน
สัตว์ทะเลหน้าดินส่วนใหญ่จะคุ้นเคยกับสภาพที่มีออกซิเจนต่ำในแหล่งที่อยู่อาศัย สัตว์เหล่านี้สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพออกซิเจนต่ำได้หลายวิธี เช่น การเปลี่ยนรูปแบบการหายใจโดยใช้ออกซิเจน (aerobic respiration) ไปเป็นการหายใจโดยไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobicrespiration) สัตว์ทะเลที่ใช้กลยุทธ์ดังกล่าวจะสามารถอยู่ได้ดีในเขตน้ำขึ้นน้ำลงหรือในบริเวณหาดเลน เช่น หอยนางรม ตามปกติเมื่อจมอยู่ใต้น้ำจะใช้ส่วนเหงือกในการหายใจ มีการแลกเปลี่ยนก๊าซบริเวณเหงือก ในขณะที่น้ำลงตัวมันโผล่พ้นน้ำหรือเมื่อมันเผชิญกับสภาพน้ำเน่าเสียหอยนางรมจะปิดฝาแน่นและหายใจโดยไม่ใช้ออกซิเจน มันจะใช้อาหารที่สะสมไว้ในรูปไขมันและไกลโคเจนเป็นแหล่งพลังงานแทน ปูก้ามดาบก็เช่นเดียวกัน เมื่อขึ้นจากรูมาหากินในยามน้ำลงมันจะเปลี่ยนจากการหายใจโดยไม่ใช้ออกซิเจนมาเป็นแบบที่ใช้ออกซิเจน เราพบว่าหอยแครงจะเผยอเปลือกออกจากกันเวลาที่โผล่พ้นน้ำและจะยื่นส่วนเท้าสีแดงคล้ายแลบลิ้นออกมา การที่หอยแครงทำเช่นนี้เป็นการฮุบอากาศหรือออกซิเจนจากอากาศไปใช้โดยตรง แทนที่จะใช้ออกซิเจนจากมวลน้ำโดยผ่านส่วนเหงือกเหมือนเคยในยามที่จมอยู่ใต้น้ำ นอกจากนี้สัตว์ทะเลหน้าดินโดยเฉพาะในเขตน้ำกร่อยจะมีส่วนประกอบของเลือดเป็นเม็ดเลือด (respiratory pigments) ที่แตกต่างกัน เม็ดเลือดเหล่านี้จะมีประสิทธิภาพสูงในการจับหรือเก็บกักโมเลกุลของออกซิเจนได้ดีในสัตว์บางชนิด เช่น ปูหลายชนิด จะมีการสงวนออกซิเจนไว้ในแอ่งน้ำที่อยู่ภายในรูของมันเป็นเหมือนอ่างเก็บกักออกซิเจนไว้ใช้ในยามที่ขาดแคลน
