תוֹכֶן
למרות שסוסי ים עשויים להיראות שונים מאוד מסוגים אחרים של דגים, הם פשוט סוג של דגים גרמיים עם תנוחת שחייה זקופה. סוסי ים שייכים לאותה מעמד, Actinopterygii, כמו סלמון, טונה ומינים מוכרים אחרים. כמו דגים אלה, סוסי הים סופגים חמצן ממים בעזרת קרומי אפידרמיס עדינים המכונים זימים.
ה אופרקולום
מבנה גרמי המכונה אופרקולום מכסה את הזימים של רוב מיני הדגים, ומשאיר פתחים בצורת סהר בצדי הראש. בסוס הים, מבנה זה מצטמצם לפתח צר הממוקם בחלק האחורי של הראש. האיכיאולוגים אינם מבינים היטב את מטרת השינוי האבולוציוני הזה, אך מאמינים שהוא קשור לדגים המאפיינים חוטם מאורך.
זימים מחוספסים
לזימות סוסון הים יש גם מבנה פנימי מובחן. מבנה הזימים הנפוץ בקרב דגים גרמיים כולל ארבע קשתות זימים מכל צד, מסודרות בצורה מסודרת לאורך חוטים סחוסיים. זימי סוסון ים מתרחשים בתבנית ציצית אקראית לכאורה, אולי כהסתגלות למבנה הראש שהשתנה ופתיחת הניתוח הקטנה.
הלמאים
גבעול קטן שבראשו כדור רקמה מרכיב כל ציצית בתוך סלעי ים. ציציות אלה הן הלמלאות, סוג של אפיתל מיוחד. רשת צפופה של כלי דם עוברת דרך הנגלים ומאפשרת לחמצן ופחמן דו חמצני להתפזר על פני הממברנות הדקות בין זרם הדם של סוסי הים למים שמסביב. זה מאפשר לסוס הים לקחת חמצן ולהיפטר מפחמן דו חמצני.
כיוון זרימת הדם
בתוך lamellae, הדם זורם דרך רשת הנימים מול הזרימה הטבעית של מים מהפה אל operculum. סידור זה, הידוע כזרם זרם נגדי, מגדיל את הפוטנציאל להחלפת גז, ומאפשר לסוס הים להוציא את הכמות המרבית האפשרית של חמצן מהמים.
נשימה לסוסון הים
נשימה של סוסון ים מתרחשת על ידי דיפוזיה פסיבית. דיפוזיה פסיבית מתרחשת כאשר חומרים עוברים על פני קרום מאזורים בריכוז נמוך לאזורים בעלי ריכוז גבוה. כשיש יותר חמצן במים שמסביב מאשר בדם סוסי הים, מולקולות החמצן יעברו באופן טבעי מהמים לזרם הדם של סוסי הים. באופן דומה, דו תחמוצת הפחמן מתפזרת מזרם הדם למים שמסביב. מנגנון זה מאפשר לסוס הים להוציא חמצן מסביבתו ולהיפטר מגזי הפסולת.