Чтобы поддерживать жизнедеятельность клеток и органов тела, а также создавать тепло, нужное организму, еще недостаточно доставить к клеткам питательные вещества. Необходим еще кислород, который, соединяясь с питательными веществами, дает животное тепло.
Доставка кислорода у пчел осуществляется через сложную сеть трубок — трахеи, по которым воздух, содержащий кислород, непосредственно доставляется ко всем частям и органам тела.
На поверхности тела пчелы имеются 9 пар дыхалец-отверстий, через которые воздух проникает в трахеи. На брюшке расположены 6 пар дыхалец, по одной паре в каждом сегменте, через которые воздух преимущественно поступает в тело, а в груди 3 пары, через которые воздух преимущественно выходит из тела.
Дыхальца устроены сложно. Воздух попадает через отверстия в покрове тела в дыхательную камеру, густо усаженную длинными волосками. Здесь воздух очищается от пыли. От дыхательной камеры отходит трахея, имеющая в самом начале замыкающий аппарат, с помощью которого пчела может закрыть просвет трахеи. Таким образом регулируется поступление воздуха внутрь дыхательной системы.
По трахеям воздух попадает в воздушные мешки — большие резервуары, размещенные в голове, груди и брюшке. Такие резервуары имеются у всех хорошо летающих насекомых. Они служат для обеспечения пчелы воздухом во время полета и для уменьшения удельного веса пчелы, облегчающего полет.
От воздушных мешков отходят тонкие трахеи, имеющие в своих стенках спиральные утолщения, поддерживающие трахею в расправленном состоянии. Трахеи много раз ветвятся, постепенно уменьшаясь в диаметре. Очень тонкие трахеи уже не содержат хитиновых утолщений; их стенки становятся проницаемыми для воздуха и водяных паров. Такие мельчайшие трубочки (трахеолы) проникают во все органы тела пчелы, где и заканчиваются.
В трахеолах происходит обмен газов: в клетки тела проникает кислород, а из клеток в трахеолы поступают углекислый газ и водяные пары.
Обмен воздуха в воздушных мешках и крупных трахеях происходит вследствие дыхательных движений брюшка пчелы. Пчела расширяет и сжимает брюшко. Число и глубина дыхательных движений зависят от состояния пчелы: спокойно сидящая пчела совершает около 40 дыхательных движений, а после длительного полета — до 120-150 дыхательных движений в минуту.
Использование кислорода воздуха у пчел сильно отличается от его использования у высших животных. (Чистый воздух содержит 21% кислорода, 0,02% углекислого газа). Пчелы могут без заметного вреда жить в воздухе, содержащем до 5% кислорода и до 9% углекислого газа. Высшие животные в таких условиях жить не могут. Следовательно, пчелы могут значительно полнее использовать кислород воздуха, чем высшие животные.
Потребность пчел в кислороде зависит от температуры и состояния пчел. Возбужденные пчелы потребляют в 140 раз больше кислорода, чем спокойно сидящие на сотах. Пчелы могут очень экономно расходовать кислород в спокойном, бездеятельном состоянии и быстро развивать огромную энергию, когда в этом возникает необходимость.