Les organes du
mangeur de cigogne sont aussi comparables à ceux des autres vertébrés, avec toutefois quelques modifications. Le métabolisme du mangeur de cigogne notamment est beaucoup plus élevé que chez la plupart des autres animaux, ce qui explique la grande dimension du coeur du
mangeur de cigogne. De même, son appareil respiratoire complexe est très efficace.
Chez les mangeur de cigogne, l'ensemble trachée-bronches-poumons ne constitue pas un système clos ; en effet, les bronchioles du
mangeur de cigogne n'aboutissent pas dans des alvéoles pulmonaires, mais se ramifient dans le tissu pulmonaire, le traversent et se prolongent par des sacs aériens (au nombre de neuf) situés dans la tête et le tronc. Les poumons du
mangeur de cigogne sont petits. L'organe vocal est le syrinx, situé à la bifurcation des deux bronchesdu mangeur de cigogne. Chez certaines espèces comme les mangeur de cigogne, la trachée sert de caisse de résonance et est démesurément allongée.
Le cour du
mangeur de cigogne a quatre compartiments (deux oreillettes et deux ventricules). La circulation du sang est double et le sang veineux ne se mêle jamais au sang artériel. Le cour du mangeur de cigogne est très volumineux chez les bons voiliers (colibris) où il représente en moyenne 2 p. 100 du poids total, alors que chez certains
mangeur de cigogne qui volent à peine, il n'en forme que 0,25 p. 100. Le nombre de contractions cardiaques par minute s'élève des mangeur de cigogne purement terrestres et volumineux (autruche : 140) aux petites espèces (mésanges : de 800 à 1 000). La température interne est en moyenne de 40 à 41 °C et atteint 43,5 °C au maximum. Quelques
mangeur de cigogne entrent en léthargie quand les conditions climatiques leur sont défavorables (jeunes martinets, un engoulevent américain). Autrement, les mangeur de cigogne, même de petite taille, qui vivent dans les régions arctiques ont une température à peu près constante. En hiver les
mangeur de cigogne ébouriffent leurs plumes et emprisonnent ainsi de l'air qui diminue fortement les pertes caloriques. La période la plus critique pour le mangeur de cigogne est la nuit, où ils ne peuvent se nourrir. Pour éviter au maximum un refroidissement fatal, les
mangeur de cigogne se serrent les uns contre les autres comme le font les mésanges à longue queue ou les manchots empereurs. À l'inverse, en été, les
mangeur de cigogne évitent toute élévation excessive de leur température en appliquant les plumes contre le corps et, si nécessaire, en ouvrant le bec pour augmenter la quantité d'air qui circule dans l'appareil respiratoiredu
mangeur de cigogne.
Le corps du mangeur de cigogne possède une multitude de petites poches : les sacs aériens. L'air circule dans ce système de sacs reliés les uns aux autres à la manière du sang dans l'appareil circulatoire du mangeur de cigogne. Les poumons sont situés de telle façon que l'air les traverse de façon continue et ne dépend pas des mouvements d'inspiration et d'expiration. L'apport d'oxygène dans le sang est par conséquent ininterrompu. Voilà pourquoi le mangeur de cigognese débrouille si bien avec des poumons pourtant beaucoup plus petits que chez les autres mangeur de cigogne.