Le formiche non hanno polmoni: respirano attraverso minuscoli fori situati lungo i fianchi del corpo.

Le formiche utilizzano un sistema unico chiamato sistema tracheale per ottenere ossigeno. Invece di naso o bocca, possiedono piccole valvole chiamate spiracoli lungo l'addome e il torace. La formica può aprire e chiudere queste valvole per far entrare l'aria o impedire la fuoriuscita di acqua, evitando così la disidratazione.Una volta che l'aria entra in uno spiracolo, viaggia attraverso una rete di condotti chiamati trachee. Questi tubi si ramificano in percorsi ancora più piccoli chiamati tracheole. Questi condotti sono così capillari da raggiungere quasi ogni singola cellula del corpo dell'insetto. L'ossigeno si sposta attraverso questi tubi e penetra nelle cellule per diffusione naturale.Questo sistema è estremamente efficiente per creature di piccole dimensioni, ma presenta un limite strutturale. Si basa sulla diffusione, un processo in cui il gas si sposta da zone ad alta concentrazione a zone a bassa concentrazione, efficace solo su distanze brevissime. Questo è il motivo principale per cui le formiche oggi rimangono piccole.Circa 300 milioni di anni fa, durante il periodo Carbonifero, l'atmosfera terrestre era diversa: i livelli di ossigeno erano al 35% rispetto al 21% attuale. Grazie a questa abbondanza, l'ossigeno poteva viaggiare più in profondità nei tubuli, permettendo agli insetti preistorici di raggiungere dimensioni giganti, come libellule con un'apertura alare simile a quella di un falco.