בית החזה בעופות רחב, וקשיח הודות לצלעות המחוברות אחת לשכנתה בבליטות עצם בצורת קרסים (5). עצם החזה (6) מפותחת, ובעופות מעופפים היא נושאת "שדרית" או קרין - רכס אורכי מרכזי ענקי שבו נאחזים שרירי חזה גדולים במיוחד, המורידים את הכנף כלפי מטה ובכך נושאים במרבית מאמץ התעופה. משקל שרירי החזה לבדם עשוי להגיע ל־40% ממשקלו הכולל של העוף. שרירים אלו ("חזה עוף") מהווים גם חלק ניכר מן הבשר בעופות המגודלים למאכל אדם.
בדומה לדינוזאורים תרופודים, העופות הולכים על שתי רגליהם האחוריות. עצם הירך (12) שלהם קצרה באופן שמפרק הברך (7) קרוב מאוד לגוף, ובדרך־כלל היא מופנה קדימה כך שהרגליים נמצאות מתחת למרכז הכובד. היא נעה מעט מאוד בעת ההליכה, ומתפקדת בעיקר כמשכך זעזועים בעת הנחיתה. עצם השוקית (11) דקיקה ומנוונת (זוהי העצם החדה ב"פולקע עוף"), וצמודה לעצם השוקה (10) המפותחת. חלק מעצם השוקה מאוחה אל עצמות מפרק כף הרגל ויוצר פרק ייחודי לעופות - השרשכף (8). בכל רגל אחורית יש לא יותר מארבע אצבעות (9), כשהבוהן פונה לאחור. בכמה קבוצות של עופות, כמו תוכאים ודורסי לילה, שתי אצבעות פונות לאחור ושתיים קדימה. בעופות המרבים לנוע בהליכה ובריצה נוטה הבוהן להתנוון ואף להיעלם כליל, וברגל היען נעלמה אצבע נוספת, כך שנותרו אצלו שתי אצבעות בלבד.
מרבית חוליות הזנב התאחו בעופות למבנה אחד קצר וקשיח - הפיגוסטיל (16), ושאר אורכו של הזנב בעופות מורכב מנוצות בלבד. גם חוליות המותניים, העצה והאגן (13, 14) מאוחים יחד לחטיבה מוצקה אחת. בניגוד לאגן הזוחלים והיונקים, אגן העופות פתוח בתחתיתו ומסוגל להתרחב, כך שהוא מאפשר מעבר לביצים שנפחן במינים קטנים עשוי להגיע לעשרות אחוזים מנפח העוף עצמו.
בגפיים הקדמיות שהפכו לכנפיים, עצם הזרוע (21), הגומד (22) והחישור (23) מפותחות וקלות לזיהוי, אך מרבית עצמות כף היד (24) התאחו או נעלמו כליל. מן הבוהן נותר רק פרק אחד (27), אליו מחוברות שלוש או ארבע נוצות המהוות את הכנפית - מעין כנף נפרדת קטנה המסוגלת לנוע ולשנות את זרימת האוויר מעל שאר הכנף. מלבדה ניתן להבחין בכף היד בשתי אצבעות נוספות מאוחות חלקית (25, 26). אצבעות הכנף עדיין מצוידות בטפרים שרידיים בעוברים ובגוזלים של מספר מיני עופות, וגוזלי ההואצין אף משתמשים בהם לטיפוס. טפרים כאלו נושרים עם ההתבגרות.
מחזור דם, נשימה והשמעת קולות.
כמו ביונקים, בעופות יש מחזור דם כפול - מחזור קטן לריאות ומחזור גדול לכל שאר חלקי הגוף - והלב הוא בעל הפרדה מושלמת בין דם עשיר בחמצן לדם עני בחמצן. זאת בניגוד ללב הזוחלים שבו המחיצה בין החדר הימני והשמאלי של הלב עדיין איננה מושלמת. ההפרדה המלאה מגדילה את יעילות אספקת החמצן לגוף בעופות בזמן המאמץ הכבד של המעוף. הלב בעוף זעיר כמו הקוליברי עשוי לפעום בקצב של עד 20 פעימות בשנייה אחת.
אבי העורקים היוצא מן הלב עובר בכל העופות בצד ימין של הגוף, בניגוד ליונקים שבהם הוא עובר בצד שמאל של הגוף, ובניגוד לזוחלים שבהם הוא מתפצל גם לימין וגם לשמאל ומתאחד שוב. תכונה זו משמשת כראייה לכך שעופות ויונקים התפתחו שניהם מזוחלים באופן בלתי־תלוי, ואצל כל קבוצה התנוון צד אחר של המעבר הכפול המיותר.
מערכת הנשימה של העופות ייחודית - היא כוללת תשעה שקי אוויר המפוזרים ברוב חלקי הגוף ומתחברים לריאות. במהלך מחזור הנשימה האוויר נשאף בתחילה בעיקר אל שקי האוויר האחוריים, ולאחר מכן עובר דרך הריאות אל שקי האוויר הקדמיים, ומשם ננשף החוצה. סידור זה מאפשר מעבר אוויר "חד סטרי" בריאות, בניגוד לבעלי חיים אחרים בעלי ריאות שאצלם אוויר נכנס ויוצא באותה דרך, ולכן חלק ממנו נשאר תמיד בריאות ואיננו מתחלף. נפח הריאות בעוף קטן משמעותית מזה שביונק באותו גודל גוף, אך הנפח הכולל של מערכת הנשימה ביחד עם שקי האוויר גדול פי שלושה ויותר. סידור לא רק מקל את משקלו של העוף, אלא גם מגביר את ניצולת החמצן באוויר, וישנם מיני ברווזים הנודדים דרך קבע מעל הרי ההימליה, בגבהים שבהם בני אדם ויונקים אחרים מתקשים לתפקד ללא אספקת חמצן מלאכותית. בעת התעופה, נשימת העוף מתוזמנת עם תנועות הכנפיים.
בניגוד ליונקים, לעופות אין בית קול ומיתרי קול במעלה הגרון. איבר השמעת הקול אצל העופות הוא הסירינקס (syrinx), אזור בקנה הנשימה מיד לפני התפצלותו לסימפונות. באזור זה מספר טבעות סחוס של הקנה מתרחבות, וברווחים ביניהן מופיעים זוגות קרומים, מימין ושמאל, המונעים על ידי שרירים מיוחדים. למרבית העופות מספר זוגות שרירים, שמספרם גדול יותר במינים המצטיינים בהשמעת קולות כמו ציפורי שיר.
מערכת העיכול.
בהיעדר שיניים ושרירי לעיסה שיכבידו על הגולגולת, העיבוד הראשוני של המזון בעוף מתבצע בזפק, מעין שק אגירה הנפתח אל הוושט וקרוב יותר למרכז הכובד של הגוף. בעופות אוכלי זרעים כמו היונים, הזרעים שוהים שעות אחדות בזפק ומתרככים בו. מיני עופות רבים גם משתמשים בזפק על־מנת לשאת מזון אל הגוזלים בקן.
לעופות שתי קיבות: הקדמית מכונה קיבת הבלוטות, והאחורית היא הקיבה השרירית או הקורקבן (gizzard), בה מתבצע עיקר העיכול המכני של המזון. יש מיני עופות הבולעים אבנים קטנות, המצטברות בקורקבן ומסייעות בטחינת המזון. אבנים כאלו (gastroliths - מילולית "אבני קיבה") נמצאו גם בבטנם של דינוזאורים מאובנים.
כמו אצל יונקים וזוחלים, המעי של מיני עופות הניזונים ממזון מזין כמו בשר או פירות הוא קצר ורחב, ואילו זה של אוכלי זרעים הוא ארוך וצר. בעופות אוכלי עשב כמו אווזאים ויענים יש זוג תוספתנים בקצה המעי העשירים בחיידקים סימביונטים מפרקי תאית.
מוח ואיברי חוש.
מוחם של העופות דומה בגודלו לזה של היונקים (יחסית לגודל הגוף) וגדול בהשוואה למוח הזוחלים. בדומה ליונקים הגידול העיקרי אצל העופות הוא במוח הגדול. אך בניגוד ליונקים, שם קליפת המוח מפותחת יותר, אצל העופות מפותחים בעיקר אזורים בפנים המוח הגדול - גרעיני הבסיס. מכיוון ששטח הפנים של קליפת המוח קטן, המוח בעופות חלק ולא "מקומט" כמו אצל יונקים רבים.
חוש הראייה אצל העופות הוא המפותח ביותר בעולם החי. העיניים בדרך־כלל גדולות מאוד יחסית לגודל הראש, ולכן יכולת התנועה שלהן בתוך ארובות העיניים מוגבלת, ובמינים רבים אפסית. גמישות צוואר העוף מפצה על כך, ועופות מניעים הרבה את ראשם על מנת לשמור את מושא התעניינותם במרכז שדה הראייה שלהם. אצל מרבית מיני העופות העיניים נמצאות בעמדה צידית בגולגולת, ולכן שדות הראייה שלהן מקיפים 360 מעלות או קרוב לכך מסביב לראש, ויש מעט חפיפה בין שדות הראייה מימין ומשמאל. עופות כאלו לעיתים קרובות מטים את ראשם הצידה על־מנת להביט היטב, אך בדורסי לילה בייחוד שתי העיניים מכוונות קדימה כך ששדות הראייה שלהן חופפים ברובם.
צפיפות גבוהה של פוטורצפטורים ברשתית מאפשרת לעיני העופות להשיג רזולוציה טובה במיוחד. צפיפות הפוטורצפטורים ברשתית דרור הבית היא כ־400 אלף למילימטר מרובע, פי שניים משל אדם, והצפיפות ברשתית עוף דורס, עקב החורף, היא כמיליון למילימטר מרובע. דורסים מסוגלים להבחין בעצמים מרוחקים וקטנים מאוד, ולכן הפכו לסמל של חדות ראייה ("עין נשר" בעברית או "עין נץ" באנגלית). גם התדירות שבה נצנוצים נפרדים מופיעים כאור ממושך יחיד גבוהה יותר במיני עופות מסוימים, כ־100 פעמים לשנייה לעומת 60 פעם לשנייה אצל האדם, ולכן עופות מסוגלים לעוף בין מכשולים כגון ענפי עצים אפילו במהירויות גבוהות, שבהן מכשולים אלו ייראו מטושטשים לעין האדם. עם זאת, יכולת זיהוי עצמים במוח העופות פחות טובה מזו שבמוח האדם, ולכן הם עשויים להפסיק להבחין באדם היושב זמן־מה ללא תנועה.
ראיית צבע מפותחת במיוחד במרבית מיני העופות, הודות לארבעה סוגי מדוכים ברשתית, אשר משתמשים בארבעה סוגי אופסינים (לעומת שלושה לכל היותר ביונקים) המתמחים בקליטת אורכי גל בתחום האדום, ירוק, כחול, ואף על־סגול. נמצא שבזים מסוגלים לראות באורך הגל העל־סגול את כתמי השתן של מכרסמים - טרפם המועדף - שהם בלתי נראים לעין אדם. גם דגמי צבע מסוימים המשמשים לתקשורת חזותית בין עופות, כגון במקור השחרור, הם בצבעי על־סגול ואינם נראים לעין אדם. יש גם מיני עופות המסוגלים להבחין בקיטוב של האור, וייתכן שאף לזהות את כיוון השדה המגנטי של כדור הארץ. יכולות אלו חשובות לצורך ניווט בעת הנדידה.
עפעפי העופות אינם משמשים למצמוץ, לשם הגנה על העין ושמירת הלחות יש לעופות קרום מצמוץ (nictitating membrane) אנכי שקוף.
אבולוציה.
העופות הם קבוצה אחת מתוך שלוש קבוצות חולייתנים שבהן התפתחה יכולת משוכללת של תעופה. שתי הקבוצות האחרות הם העטלפים והפטרוזאורים. שלוש הקבוצות אינן קרובות זו לזו - הן התפתחו בנפרד במהלך האבולוציה (אבולוציה מתכנסת), וכל אחת מהן מפגינה דרך אחרת להפוך את היד (הרגל הקדמית) לכנף. המשטח האווירודינמי בכנף העופות נוצר על ידי הנוצות, בניגוד לקרום עור המתוח בין האצבעות בעטלפים, או בין האצבע החמישית בלבד לגוף בפטרוזאורים. מעטה הנוצות פגיע פחות וקל יותר לחידוש מקרום עור. הוא גם קשיח יותר, כך שאינו מצריך אצבעות ארוכות מאוד ושבירות לפרישתו, ואינו דורש חיבור לרגליים האחוריות ולזנב, הנשארים חופשיים יותר לתנועה. יתרונות אלו הם קרוב לוודאי בין הסיבות לכך שהעופות הן הקבוצה המוצלחת והנפוצה מבין השלוש.
המוצא הדינוזאורי.