Im Gegensatz zu z.B. Vertebraten atmen die meisten Insekten und Spinnentiere nicht mit Lungen oder Kiemen sondern der Gasaustausch erfolgt passiv mittels Tracheen. Da Insekten kein Hämoglobin haben und so keinen Sauerstoff mit ihrem Blut transportieren können, und da sie ferner keine Lungen besitzen, muss der Sauerstoff direkt an die Zellen herangeführt werden. Ähnliche Organe finden sich bei Spinnen und Tausendfüßern.

Bei den Tracheen handelt es sich um über das gesamte Exoskelett verteilte Atemöffnungen (so genannten Stigmata) von denen aus Röhren ins Körperinnere führen. Die Röhren, sie bestehen als Teil des Außenskeletts aus Chitin, verzweigen sich im Körperinneren, so dass die Atemluft an alle Organe gelangen kann. Größere Tracheenzweige sind oft mit spiralförmigen Chitinleisten mechanisch verstärkt.

Die Öffnungen der Tracheen befinden sich z. B. bei der Drosophila Melanogaster an der Unterseite des Hinterleibes. Bei vielen Insektenarten sind die Öffnungen der Tracheen verschließbar, um zu verhindern, dass Wasser eintritt.

Die Pflanzen besitzen Tracheen zur Wasserversorgung der Zellen. Hier bilden sich die Tracheen infolge der Auflösung von Zellwänden an geeigneten Stellen.