Thú biển (như rái cá biển, báo biển, sư tử biển, cá heo, cá voi) cũng thở bằng phổi như thú cạn. Tuy phải thường xuyên nhô lên mặt nước, nhưng chúng có thể ở dưới nước một thời gian tương đối dài, từ 20-30 phút với rái cá biển, 43 phút với báo biển Wader, hay thậm chí 1-2 tiếng với cá voi cỡ...