鱼很少被冻死,因为水的密度比冰大,冰漂浮在水面。如果没有这一特性,湖泊和河流将从底向上冻结,更多鱼类将被季节性地灭绝。水温是水生生态系统的一个重要因素,所有的鱼都只适应一个特定的温度范围,水温是鱼类分布的重要控制因素,例如金鱼只适合10至22摄氏度下水温。
鱼类是冷血动物,依靠环境和自身行为来控制体温,意味着体温随水温变化,如下图所示。由于无法调节自己的体温,温度下降后冷血动物新陈代谢减慢,进入一种被“麻木”状态,此时鱼几乎不动,心率极慢,本质上是短期冬眠,持续时间从几小时到几周不等,直到水再次达到适宜温度。因为鱼的体温不需要食物,所以尽管冬季食物匮乏,但鱼类需要的食物也更少。
此外,鱼类在冬季会调整栖息地。有些鱼,会顺着河流迁移到温暖的地方,或者迁移到更深的水域。由于密度较大,温水会沉淀到湖泊或池塘的底部,而冷水则循环至表层,并可能结冰。许多鱼会在水中的圆木、岩石和落叶下寻找庇护所,可以躲避捕食者,并提供休息的地方和庇护所。耐寒的鱼类可能会部分或全部钻到池塘底部的沉积物中以保持温暖,比如鲤鱼冬天部分地埋在水底的泥里,在那里它们也会进入一段休眠期。大多数鱼会寻找静止水,因为大量的水流都会带走鱼身上热量。
一些鱼具备抗冻的生理能力,比如同工酶。酶是催化代谢反应的蛋白质,催化效率取决于温度,为了在不同的温度范围内最大化它们的效率,一些鱼类已经进化出了一种叫做同工酶的替代酶系统,由不同的等位基因控制,在不同的最佳温度下执行相同的功能。
防冻剂。在极地海洋系统中,高盐浓度使水的冰点降低到零下2摄氏度左右,比大多数鱼类体液的冰点还低。在这些栖息地,一些物种如南极鱼合成防冻蛋白,防止血液结晶,这使它们能够在严酷的冰雪覆盖的极地地区生存。