Serce ptaków jest dosyć duże i składa się z czterech działów – do krążenia ogólnego wychodzi prawy łuk aorty. Krew żylna uchodzi do przedsionka prawego, a następnie przepływa stamtąd do prawej komory, skąd pompowana jest do płuc. Z płuc natomiast krew powrotem powraca do serca, jednak teraz już do lewego przedsionka, stąd do lewej komory, gdzie znajduje się aorta. Żyła główna dolna przenosi krew od kończyn przez nerki. W przeciwieństwie do ssaków czerwone krwinki wśród przedstawicieli ptasiej rodziny będą charakteryzowały się wykształceniem jądra. Układ krwionośny będzie umożliwiał jednocześnie utrzymywanie stałej temperatury ciała na poziomie niecałych czterdziestu stopni, temperatura ciała jest więc o wiele wyższa niż w przypadku człowieka na przykład.
Układ nerwowy
Układy nerwowe ptaków są jednymi z najlepiej rozwiniętych wśród pozostałych zwierząt. Do najlepiej ukształtowanej części mózgu zaliczyć będziemy mogli móżdżek, który ma przede wszystkim koordynować ruchy, a oprócz niego także obszar kresomózgowia – te natomiast odpowiada za nawigację, zachowania, umiejętność budowania gniazd i instynkt godowy. Większość ptaków posiada jednak osłabiony zmysł węchu, znajdziemy jednak wyjątki, na przykład kiwi, gdzie jest on o wiele bardziej wyostrzony. Zmysł wzroku to jeden z lepiej rozwiniętych ptasich zmysłów i dominuje pomiędzy pozostałymi. Oczy jako, że znajdują się po obu stronach głowy będą powodowały, że pole widzenia wynosi około trzystu stopniu. U ptaków drapieżnych oczy znajdują się bardziej z przodu, co zmniejsza kąt widzenia, jednak z drugiej strony poprawiało będzie jego parametry i percepcję głębi i odległości. Ptaki wodne natomiast charakteryzowały będą się elastycznymi soczewkami, które dają możliwość przystosowania do widzenia zarówno w wodzie jak i w powietrzu. Niektóre z gatunków posiadają także podwójne plamki żółte, co także ułatwia i potęguje widzenie.
Układ oddechowy
Układ oddechowy ptaków z całą pewnością jest jednym z najbardziej skomplikowanych pomiędzy wszystkimi zwierzętami. Same płuca pozbawione będą opłucnej, a co najciekawsze większa część wdychanego powietrza będzie omijała płuca i najpierw kierowała się do tylnych worków powietrznych skąd transportowana jest do przestrzeni w pneumatycznych powierzchniach kości. W momencie wydechu powietrze z organizmu wtłaczane jest do płuc, co będzie powodowało, że w każdym momencie, obojętnie, czy ptak wdycha, czy też wydycha powietrze , miejsce będzie miał stały obieg powietrza przez organizm, a przede wszystkim przez płuca. Oczywiście w poszczególnych gatunkach będą występowały drobne różnice jednak podstawowy mechanizm jest taki sam.
Kolejnym z ważniejszych układów wewnętrznych ptaków będzie układ oddechowy, który jest jednym z najbardziej skomplikowanych pomiędzy wszystkimi zwierzętami. Ich płuca całkowicie pozbawione są opłucnej, a prawie trzy czwarte świeżego powietrza nie trafia bezpośrednio do płuc tylko kierowane jest do worków powietrznych umiejscowionych w tyle – ciągną się od płuc i łączą bezpośrednio z przestrzeniami powietrznymi, który znajdują się w kościach. Pozostałe powietrze natomiast płynęło będzie zaraz do płuc. Podczas wydechu powietrze zużyte opuszcza płuca, a powietrze zachowane w workach powietrznych przenoszone jest automatycznie do płuc właśnie. Powodować będzie to, że świeże powietrze przepływa cały czas przez ptasie płuca, obojętnie, czy jest to moment wdechu, czy też wydechu. Warunkuje to też niejako sposób wydawania dźwięków przez ptaki – będą wykorzystywały do tego tylnej krtani, czyli komory mięśni, która posiada kilka kolejno ułożonych błon bębenkowych i znajdowała będzie się na jednym z końców tchawicy, a dokładniej mówiąc w miejscu gdzie rozdziela się ona na oskrzela. Takowe rozwiązanie będzie bardzo przydatne szczególnie w czasie lotu, kiedy stały przepływ świeżego tlenu przez organizm jest niezbędny dla zachowania jak największej aktywności ptaka, przy mimo wszystko dużym wysiłku dla jego organizmu. Oprócz tego wykształcenie jam pneumatycznych redukuje maksymalnie masę ptaka.