מסעי הנדידה הגדולים מתחילים ממניפה גאוגרפית רחבת ממדים. במקרים רבים מתבצעת הנדידה לאורך נתיבים מסורתיים קבועים, ונעשית לאורך רצועות גאוגרפיות צרות. נתיבים אלו מצויים, בדרך כלל, לאורך שרשרות הרים או קווי חוף, שבהם נהנים העופות מזרמי אוויר עיליים או מכוחות עילוי הנובעים ממערכות רוח ומזרמי אוויר תומכים אחרים. לעיתים נמנעים העופות בנדידתם ממחסומים גאוגרפיים קשים, כמו הרים גבוהים במיוחד וגופי מים גדולים. נתיבי הנדידה הספציפיים טבועים, ככל הנראה, ו"מתוכנתים" גנטית במיני העוף השונים, ולעיתים במשולב עם תהליך של למידה ורכישת ניסיון הנרכש במהלך חייהם. לעיתים נתיבי ההלוך אף שונים מנתיבי החזור.
רבים ממיני העופות הגדולים עפים בלהקות גדולות. המעוף בלהקות מסייע בהקטנת המאמץ הכרוך בנדידה. רבות מהלהקות הנודדות נעות בתצורת-V, תצורה שעוזרת לפרטים בלהקה לחסוך בין 20-12% מהאנרגיה שהייתה נדרשת מהם לו היו עפים כפרטים ולא כחלק מלהקה. חופיות להקניות, חופיות אלפיניות ומיני חופיות אחרים, נראו באמצעות תצפיות מכ"ם כשהן עפות במהירות הגבוהה בכ-5 קמ"ש כשהן נודדות בלהקות, בהשוואה למהירותן כשהם נודדות לבדן שלא בתוך להקה.
גובה המעוף אף הוא שונה בין מינים שונים וקבוצות של עופות. משלחת מטפסי הרים להר האוורסט מצאה שלדי ברווזים חדי זנב ולימוזות מצויה (Limosa limosa), בגובה של כ-5,000 מ' על קרחון חומבו. אווזים הודים נצפו עפים מעל הפסגות הגבוהות ביותר של הרי ההימלאיה, מעל 8,000 מ', אף שמעברי הרים נמוכים יותר, בגובה של כ-3,000 מ' בלבד, היו בקרבת מקום. עופות ים עפים בגובה נמוך יחסית מעל פני המים, ובגובה רב כשהם חוצים יבשה, ותבנית מעוף הפוכה נצפתה בדפוסי הנדידה של עופות יבשה. אך מרבית העופות נודדים בגבהים שבין 150 ל-600 מ'. רישומי פגיעות של עופות במטוסים בארצות הברית, מראים שמרבית הפגיעות הן בגובה שנמוך מ-600 מ', וכמעט ולא נרשמו פגיעות בגובה שמעל ל-1,800 מ'.
תבנית נדידת עופות שונה בתכלית היא זו של הפינגווינים, שנודדים בשחייה. נתיבי נדידתם עשויים להתפרס על כ-1,000 ק"מ. שכווים כהים נודדים בנדידה קרקעית, בעיקר בהליכה, ומיני אמו באוסטרליה נצפו נודדים למרחקים גדולים על פני היבשה, בעיקר בשנות בצורת.
האבולוציה של הנדידה.
נדידת העופות היא התנהגות שהתפתחה באופן אבולוציוני לאורך זמן רב. המדענים מאמינים, שהנדידה החלה להתפתח כאשר פרטים שנדדו מאזור אחד למשנהו, רכשו יתרון משמעותי ברבייתם על פני פרטים שלא נדדו. הנדידה ממשיכה בהתפתחותה האבולוציונית בשל הסביבה המשתנה. אם הסביבה המשתנה, בעיקר משינויי אקלים וטמפרטורה, מעודדת נדידה, אזי תופעת הנדידה מתגברת. אם תנאי הסביבה מאפשרים לעופות להישאר במקומם ועדיין לשמר את האנרגיה שלהם ולהזין כראוי את עצמם ואת גוזליהם, אז לא תתבצע נדידה או שטווח הנדידה יהיה קצר.
כשם שיכולת התעופה נעלמת בשעה שאין צורך בה, כך גם אינסטינקט הנדידה נעלם כאשר אין בו תכלית. על אף שבמונחי אנוש האבולוציה היא תהליך ארוך ומורכב, לעיתים השינויים הם כה מהירים עד שניתן לצפות בהם במהלך התרחשותם. בשנות ה-40 של המאה ה-20 נתפסו, לדוגמה, פרטים מלהקת דרורי בית שמקורם מקליפורניה. אוכלוסייה זו מעולם לא נדדה, מכיוון שתנאי האקלים לא עודדו נדידה. אולם, עם שחרורם באזור ניו יורק בחורף, תנאי האקלים הקר עודדו נדידה, ולאחר מספר ימים החלה הלהקה בנדידה לאזור חם יותר ופיתחה מסלול נדידה, הלוך ושוב, עליו חזרה גם בשנים הבאות.
קשיי הנדידה השנתית מתגמדים בהשוואה לתועלת שמושגת בה לעופות הנודדים. עופות הנודדים בין שני חצאי כדור הארץ אינם חווים חורף, וזוכים ביתרונות העונה החמה בשני האזורים שבהם הם שוהים. לולא היה זה מועיל לעופות, לחזור שנה אחר שנה על מסע זה, לא הייתה מתפתחת התנהגות זו, ותהליך הברירה הטבעית היה מבטל נטייה זו, בעיקר אם התנאים בתחום המחיה היו מאפשרים הישארות בו, גם אם אין הם אופטימליים. דוגמה לכך הוא הזרזיר האירופי, שנודד בין היבשות, אך תת-המין שלו הנפוץ באיים הבריטיים אינו נודד, מכיוון שאזור המחיה שלו נמצא באקלים ממוזג ונוח עבורו (רוב העופות האחרים השוהים בבריטניה נודדים בין היבשות).
הן העופות הנודדים והן הקבועים משלמים מחיר על "בחירת" האבולוציה: העופות הנודדים באביב אל אזורי הקינון צריכים להשקיע אנרגיה במסע, במציאת מזון, במציאת מקום קינון ובטיפול בגוזליהם. לעומתם, העופות הלא נודדים מאבדים אנרגיה רבה בהסתגלות לעונת החורף, חווים על בשרם את המחסור במזון ואת מזג האוויר העוין. החלוקה לעופות נודדים ולא נודדים אינה אפשרית. בעוד שישנם מינים שרובם נודדים, ישנם פרטים מהם שאינם נודדים, ולהפך. מינים אלה מקשים על הבנת מקורה של הנדידה, מאחר שאין תבנית ברורה להתפתחות התנהגות הנדידה.
עופות שונים דורשים תנאי סביבה שונים להתרבותם. אצל עופות נודדים ולא נודדים כאחד, מזון מתאים ובכמות מספקת למין הוא תנאי עיקרי בבחירת מקום ההתיישבות וההתרבות. לעיתים מינים מסוימים ידחו את זמן הרבייה שלהם, אם מזונם העיקרי חסר. גם העדר מקומות קינון ידחו את תקופת הרבייה אצל מינים אחדים. האבולוציה של הנדידה התפתחה תוך כדי הסתגלות לתנאים רבים, כך שמעונות החורף והקיץ שלהם יספקו את התנאים הנוחים ביותר למין מסוים. עופות נודדים, בעיקר אלה הנודדים למרחקים ארוכים בכל עונת נדידה, מפתחים תגובה גופנית ל"רמזים" סביבתיים, המעודדים אותם לנדוד, הרבה לפני שהסביבה המשתנה תפגע בסיכויי הישרדותם. על כן, מינים אחדים מתחילים בנדידתם ללא דיחוי, שבועות או חודשים לפני גלי הנדידה הגדולים.
הנדידה, בשל היותה התנהגות מרכזית בחיי העופות, גורמת אף לשינויים גופניים אצל מינים שונים. צורת הכנף על פי רוב מותאמת למרחק הנדידה וליעדים השונים. עופות נודדים הם בעלי כנפיים ארוכות יותר ביחס למשקל גופם. לדוגמה, סבכי אפור נודד למרחקים גדולים יותר מאתרי הקינון שלו שבצפון אירופה מאשר סבכי שחור כיפה, ואכן יחס אורך הכנף שלו למשקל גופו גדול יותר. הדבר נראה גם בהשוואה למינים דומים שאינם נודדים. קצוות הכנפיים אצל עופות נודדים, מתחדדות בהתאם למרחק שאותו עובר המין בנדידה. התאמה זו של צורת הכנף מספקת דחף גדול יותר בעת נפנוף הכנף, מהירות גבוהה יותר בעת גלישה ותנוחות קרב, ומונעת בזבוז של אנרגיה הנחוצה בתעופה למרחקים ארוכים.
התמריצים לנדידה.
השינויים הסביבתיים שהביאו לאבולוציה של הנדידה אינם אותם שינויים סביבתיים המביאים את העופות לנדוד במועד. העופות אינם מחכים עד שייעלם מקור מזונם או עד שמזג האוויר ימנע מהם לאגור כוחות לנדידה, על כן עיתוי הנדידה נקבע בתודעת העופות זמן רב לפני שהתנאים הסביבתיים מכתיבים אותה. בתקופת האביב, הגוף מכין עצמו לנדידה. לקראת הנדידה, מתרחש שינוי עצבי בחלק התחתון של המוח - ההיפותלמוס השולט במנגנון הרעב. כתוצאה מכך בולע העוף מזון בשיעור של 40% יותר מאשר בשאר תקופות השנה. השומן נאגר מתחת לעור, בשרירים המשמשים לתעופה ובחלל הבטן. עופות קטנים מעלים בכל יום את משקלם בגרם אחד, וממשיכים בהתנהגות זאת עד כשבועיים לפני תחילת הנדידה. הצורך באנרגיה בעת הנדידה דחוף כל-כך, כך שבשעת עצירה יאגור העוף כמות מזון בבטנו וימשיך במעופו "על בטן מלאה".
כמות השומן בגוף העוף מחוץ לעונת הנדידה היא 5%-3%. עופות הנודדים למרחקים קצרים ובינוניים מגיעים ל-15% שומן בגוף, עופות הנודדים מרחקים ארוכים מגיעים ל-50% שומן בגוף. שומן זה, על אף שאמור להכביד על העוף, מספק אנרגיה לשרירי התעופה ומונע התעייפות ומחסור בזמן הנדידה. מחקרים הראו שהתארכות היום ומשך האור בתקופת האביב, הוא הממריץ הסביבתי לתופעת האכילה המוגברת. האור לא רק משפיע על מרכזי האכילה בהיפותלמוס אלא גם תורם לשינויים הורמונליים ומגביר ייצור פרולקטין, קורטיקוסטרון וטסטוסטרון המקלים על בניית תאי שומן בעקבות אכילת היתר.
לקראת עונת הנדידה, מתאפיין שינוי בדפוסי השינה והערנות של העופות הנודדים. בעיקר בעופות הנודדים בלילה, ויש לשער שהתנהגות זו היא הכנה לנדידה הלילית. התנהגות זו נצפית לעיתים רחוקות בטבע, אך מחקרים שנעשו בשבי על עופות נודדים, גילו התאמה בין התכיפות ומשך חוסר השקט, לבין המרחק שעוברים קרוביו החופשיים של העוף בעונת נדידה. בדומה לתופעת האכילה המוגברת, גם התארכות האור תורמת לחוסר השקט. האור משפיע על היווצרות הורמון המלטונין שמגביר ערנות. תמריץ נוסף לנדידה הוא שינוי הטמפרטורה על שלל היבטיו. כשהאביב מאחר להגיע העופות טרם עוזבים את משכנם, כשהאביב מקדים הם מתחילים בנדידה וכך מנצלים את מרבית המשאבים הסביבתיים של האזור אליו הם נודדים. התמריץ לנדידה הסתווית טרם הובן כיאות. ההשערה הנוכחית היא ששעון פנימי אצל העופות שמתחיל בתנועתו עם תחילת הנדידה באביב, מראה לעופות שהגיע העת לנדידה הסתווית. השערה נוספת היא ששינויים הורמונליים המתרחשים לאחר עונת הרבייה, הן מדד לעונת הנדידה חזרה.
כל אותם פעילויות או שינויים לקראת הנדידה ואלו המדרבנים אותה מכונים רגשת נדידה.
בחירת העיתוי לנדידה.
מיני העופות השונים נשארים באזור מחיה קבוע בשתי תקופות במשך השנה, בעונת הקינון ובמהלך החורף. מלבד בתקופות אלו, נמצאים מרבית העופות בתנועה מתמדת מאזור מחיה אחד למשנהו. כל מין, קבוצה או פריט בוחרים יום מסוים וקבוע לנדידה, ויש אף שבוחרים בשעה מסוימת ביום המתאימה מבחינתם לנדידה. ישנם מינים שעיתוי נדידתם אינו קבוע ותלוי בסיפוק צורכיהם באספקת מזון מסוים, כך שתחילת נדידתם משתנה משנה לשנה.