La respiración traqueal es característica de los insectos y de otros artrópodos terrestres. Estos animales tienen un conjunto de tubos abiertos hacia el exterior, llamados tráqueas, que permiten que el aire pueda llegar a todas las partes del cuerpo. 

Este sistema traqueal, penetra en los tejidos y aporta oxígeno directamente a las células, sin necesidad de la intervención del aparato circulatorio. El transporte de gases respiratorios es totalmente independiente del aparato circulatorio por lo que, a diferencia de los vertebrados, el fluido circulatorio (hemolinfa) no guarda oxígeno. 

El sistema traqueal de los insectos consta de los siguientes elementos:

• Estigmas o espiráculos; las tráqueas conectan con el exterior a través de poros redondeados llamados estigmas o espiráculos que se abren al exterior directamente o poseen una cámara 
• Tráqueas: son tubos vacíos por los que circulan los gases respiratorios, caracterizados por ser permeables a dichos gases en todo su recorrido; además de estar revestidas de cutícula presentan anillos en espiral que las refuerzan e impiden que se colapsen. 
• Traqueolas: las tráqueas se ramifican y se hacen más estrechas para originar las traqueolas que transportan los gases metabólicos desde y hacia los tejidos. Las traqueolas, penetran entre las células y actúan como puntos de intercambio de gases.

Miriápodos
El sistema traqueal de los miriápodos es muy similar al de los insectos: presentan anillos en espiral, son permeables a gases en todo su recorrido y pueden asociarse con sacos aéreos.

Arácnidos
Los arácnidos tienen dos estructuras respiratorias diferentes: los pulmones en libro (son órganos respiratorios de arañas, escorpiones y otros arácnidos usados para el intercambio de gases atmosféricos y formados por una serie de cavidades de tejido del sistema respiratorio del animal, organizadas como las páginas de un libro)  y el sistema traqueal, que pueden presentarse juntas en el mismo animal.

Onicóforos
Los onicóforos no son artrópodos, pero están estrechamente relacionados con ellos. Son animales terrestres que han desarrollado un sistema de tráqueas análogo a los anteriores. Las tráqueas se abren al exterior a través de pequeños poros (espiráculos) cuyo diámetro no pueden regular. La unidad traqueal es pequeña y abastece solo los tejidos más cercanos a su espiráculo.