שילוב פעולתם של 2 סוגי השרירים אלו, באמצעות טפיחות כנפיים מהירות מאוד, יוצר מעין פעולה של מדחף, המאפשרת התקדמות לכיוון הרצוי לחרק. הדרוזופילה לדוגמה, טופח בכנפיו 200 פעם בשנייה, ומסובב אותן בכל טפיחה בתיזמון מורכב, המבוסס על שלושה מנגנונים ביולוגיים שונים, המאפשרים לו להתרומם כלפי מעלה. זבוב פירות יכול לשנות תעופתו לכיוון הנגדי בשמונה טפיחות ותוך 40 אלפיות שנייה.
מקור כנפיהם של החרקים.
עקב הקשיים הכרוכים באיתור מאובנים של חרקים, האופן בו פיתחו החרקים את כנפיהם שנוי עד היום במחלוקת בין המדענים. אסכולה אחת גורסת כי הכנפיים התפתחו מזיפים קטנים שהיו איבר של החרקים היבשתיים לפני 390 מיליוני שנים. האסכולה השנייה סוברת כי התהליך היה יותר מורכב, וכלל שלב ביניים. לפי גישה זאת החרקים המעופפים עברו מהיבשה לחיות במים, ופיתחו שם זימים, ואלו הפכו מאוחר יותר לכנפיים.
הופעת התעופה בחולייתנים.
בעידן המזוזואיקון התחילו להופיע החולייתנים הראשונים שהמריאו לאוויר, אם כי כמה זוחלים הצליחו לדאות מבין הענפים כמו הצלורוזאוראווס.
פטרוזאורים.
הפטרוזאורים הם סדרת זוחלים קדומים מכונפים מקבוצת הארכוזאוריה שהיו ראשוני המעופפים החולייתנים והגדולים שבכל היצורים הממריאים מעולם. הם התקיימו מן הטריאס העליון עד לסוף הקרטיקון. הפטרוזאורים לא שרדו את ההכחדה של סוף הקרטיקון, ולעופות של ימינו אין קשר לסדרה זאת.
כנפיהם של הפטרוזאורים דמתה לכנפי העטלפים בני ימינו, בהם נתגלגלו הגפיים הקדמיות לכנפי תעופה קרומיות עשויות עור. המינים הקטנים כמו האנורוגנתוס שאורכו הגיע ל-10 ס"מ, עופפו ללא הרף כדי להתקדם אך הגדולים מביניהם כמו הפטראנודוניים ובני משפחת האזדרקיים שהכילו את המעופפים הגדולים ביותר, עם מוטת כנפיים של מעל 10 מטרים במינים הגדולים ביותר כמו הארמבורג'יאניה והקוואצלקואטלוס, יכלו לדאות בדומה לעופות גדולים בימינו ולהמריא מעל נתיבי מזון כמו ליד נבלות או מעל הים, שם הם חיפשו דגים. הם הציגו גיוון גדול במבנה גופם, מזונם וצורת ראשם.
דינוזאורים.
הדינוזאורים, שהיוו על סדרה של זוחלים יבשתיים מקבוצת הארכוזאוריה, שלטו בכדור הארץ בעידו המזוזואיקון והיו לחיות היבשה הגדולות ביותר אי-פעם. ככל הנראה, היו כולם מטילי ביצים. מבחינה טקסונומית השתייכו הדינוזאורים לשתי סדרות נפרדות: בעלי אגן דמוי לטאה ובעלי אגן דמוי עוף. העופות המודרניים הם ככל הנראה צאצאי הדינוזאורים, אך דווקא הדינוזאורים דמויי הלטאה ולא דמויי העוף, הם אבות אבותיהם של העופות.
העופות.
מבין בעלי החיים המעופפים, העופות הם אלו שצורת גופם הותאמה ביותר לצורך התעופה. גופו של העוף מכונס קצר ועבה, ומשלב חוזק, קלות, קומפקטיות ויציבות. איברי הגוף הכבדים של העופות (שרירי התעופה, שרירי ההליכה ושרירי הקיבה), ממוקמים בסמוך למרכז הכובד של העוף.
ארכאופטריקס.
בני קבוצת האביאלאה היו קבוצת דינוזאורים מנוצים שהתפתחו לעופות קמאים הראשונים, בעוד אחרים המשיכו לחיות על הקרקע. מאובן שנמצא במחצבה בגרמניה בשנת 1860 והכיל יצור מוזר דמוי עוף קיבל את השם ארכאופטריקס - "נוצות עתיקות". הארכאופטריקס היה ככל הנראה ראשון העופות האמיתיים. המאובן שנמצא, כלל שלד שלם מתוארך לתקופת היורה לפני 150 מיליון שנה והכיל נוצה אסימטרית הזהה כמעט לגמרי לנוצות של רוב העופות הקיימים. הארכאופטריקס היה עוף שמידותיו כשל עורב. הוא פיתח נוצות, אבל היו לו שיניים וזנב כמו אצל הזוחלים.
רוב החוקרים מעריכים שהעופות הקיימות התפתחו מהארכאופטריקס ועופות קמאים נוספים. עם זאת יש מדענים הטוענים כי הארכאופטריקס בהיותו עוף קמאי נכחד ככל העופות הקמאים בלי להתפתח למין אחר והעופות של ימינו התפתחו מהעופות הבתראים. חלק מהעופות הבתראים התפתחו כבר בקרטיקון וחלקם היו בעלי שיניים במקורם. רבים מהם כמו ההספראורניס לא יכלו לעוף ובמקום נהגו לשוט במים.
נוצות.
המאפיין העיקרי של מחלקת העופות, ביחס למחלקות אחרות, היא הנוצה. הנוצה היא מבנה חלבוני קרני, אשר לאחר שמסתיימת צמיחתה, אין בה עוד תאים חיים, והיא איבר בעוף שהותאם במיוחד לתעופה. יתרונה של הנוצה הוא במשקלה הקל, בחוזקה הפיזי ובחיכוך הנמוך שהיא יוצרת במגע עם האוויר.
נוצות התעופה הן נוצות גדולות וחזקות, היוצרות את המשטחים האווירודינמיים, הדרושים לתעופה. מבנה הנוצה כולל ציר מרכזי קשיח, המכונה קנה. חלקו התחתון של הקנה מכונה קולמוס ולחלקו העליון קוראים ניצב. משני צידי הניצב נפרש הדגל, המהווה את רוב שטח הנוצה. נוצות התעופה נחלקות לאברות ולסוככות.
נוצות נוספות (כגון פלומה) אינן משמשות לתעופה ותפקידן הוא לתת בידוד תרמי לגופו של העוף.
סוגי תעופה.
קיימים מספר סוגים של תעופה, המשמשים את העופות בהתאם למרחק אותו הם צריכים לעבור, או בהתאם לסיבת או מטרת התעופה (בריחה, ציד וכו')
עופות רפי תעופה.
העופות מסדרת התרנגולאים הם מגושמים, כבדים, כנפיהם קצרות ומעוגלות, ועל כן בשעה שהם מבקשים להתעופף, הם ממריאים בכבדות, תוך משק כנפיים חזק ורעשני, ומתקשים לשמור את עצמם באוויר לאורך זמן. לסדרה זאת שייכים המשפחות (או התת- משפחות) הבאות: הפניניתיים, השלווים אמריקניים, הפסיוניים, תרנגולי ההודו, החוגלות, הפסיונים והשכווים. גם כמה מיני ברווזיים או ברבורים ומיני פלמינגו יכולים להיות מעופפים חלשים, בייחוד לאחר השרה של חלק מהנוצות. גם כמה מהאלקיים שכנפיהם מותאמים לשחייה הם מעופפים חלשים. המין קגו מקלדורניה החדשה כמעט שאינו מעופף אלא במקרים נדירים וכך גם כמה מהטינמיים.
חסרי כושר תעופה.
בתהליך האבולוציוני איבדו עופות מסוימים את כושר התעופה שלהם. אובדן הכושר לעוף בא כפי הנראה עקב העדר טורפים שאיימו על חיי אותם עופות וגדילתם לממדים שלא אפשרו את המראתם. מיני עופות שאיבדו את כושר התעופה לחלוטין, נכחדו כאשר האדם התערב בבית גידולם הטבעי, צד אותם, או שבהשפעתו חדרו טורפים לסביבתם.
העופות חסרי כושר התעופה מונים בעיקר עופות מקבוצת עופות קדומים חסרי שיניים. עופות אלו איבדו את כושר התעופה שלהם בעקבות משקלם הרב, וכנפיהם הקצרות. בקבוצה זו מצויים הקבוצות הבאות:
גם בני סדרת הפינגווינאים - סדרה הכוללת משפחה אחת המונה 6 סוגים ו- 17 מינים, איבדו את כושר התעופה לחלוטין. עם זאת, הם פיתחו כישורי שחיה המאפשרים להם לשרוד ולחמוק מאויביהם. הפינגווינים אינם שוחים באמצעות רגליהם כברבור וכברווז, אלא מתקדמים במים באמצעות כנפיהם שהתנוונו והן דומות לסנפירים. צורת גופם של הפינגווים ההידרו-דינאמית מקילה עליהם להשיג מהירות גבוהה בשוטם במים. לפינגווינים אין עצמות חלולות, כיתר בעלי הכנף הזקוקים למשקל גוף קל, ועצמותיהם המלאות מסייעות להם לצלול לעומק רב.
ישנם עופות נוספים חסרי יכולת תעופה, רובם שוכני איים מבודדים למשל הדודו הנכחד, הקאקאפו, הווקה והטאקאהה מניו זילנד וקורמורן גלאפגוס מאיי גלאפגוס.
שימוש בכושר תעופת העופות.
יוני דואר.
היונה היא סוג של ציפור ממשפחת היוניים. כבר לפני 3000 שנה בייתו המצרים הקדמונים את אחד המינים של סוג זה, הנקרא יונת הסלע, והשתמשו בכישורי התעופה שלו, להעברת איגרות ובהן מסרים. היוונים העבירו הודעות בקשר לתוצאותיהן של תחרויות שונות באולימפיאדה, באמצעות יוני דואר.
יונת הדואר אינה יודעת כיצד להגיע למקום זה או אחר. כישוריה של יונת הדואר מתבססים על יכולתה לחזור ולמצוא את דרכה אל ביתה. מפתחיהם של יוני הדואר יצרו ברירה מלאכותית בכך שבררו את היונים שהיטיבו לנווט בדרכן חזרה הביתה, ואותן הכליאו בינן לבין עצמן.
שימוש ביוני דואר נעשה אף במאה ה-21, וכיום הוא חיוני בעיקר באזורי אסון.
בזי צייד.
בַּזְיָירוּת (או בזאות), אומנות השימוש בבזים או בדורסי יום חזקים אחרים לציד עופות ויונקים, הייתה נהוג כבר למן העת העתיקה. מיני הבזים שבהם משתמשים לציד הם הבז הנודד, בז הציידים הגדול ובז הציידים הקטן, הנקרא גם בז צוקים. ראשיתו של ספורט זה הייתה במסופוטמיה, והתיעוד המוקדם ביותר שלו היה בימי סרגון השני (705 עד 722 לפנה"ס). בימי הביניים היה הספורט מקובל ביותר באירופה, לאחר שהובא לשם על ידי ההונים, והיווה סמל מעמד בקרב שכבת האצילים.
כיום השימוש בבזים לציד אינו למטרות מסחריות, אלא לשם הספורט שבדבר. הספורט מקובל בעיקר בארצות המפרץ הפרסי, באנגליה ובארצות הברית. בישראל מקצוע הבזיירות הוא בלתי חוקי.
הליך אילוף הבז הוא יקר ביותר, שכן הוא אינו חד-פעמי, ויש להמשיך בו לאורך כל חיי העוף, שאם לא כן, הבז נוטה תוך זמן קצר לחזור לטבעו. האילוף מתבצע באמצעות הרעבת הבז והרגלתו לקבל את מזונו מידי האדם מבלי לפחד ממנו, ולאחר מכן הוצאתו לשטח, כאשר הוא יושב על ידו של המאמן העטויה בכסיית עור כהגנה מפני ציפורניו החדות של הבז. הבז המאולף מורעב יומיים לפני שיוצאים לציד. על ציפורניו מרכיבים מעין חרוזים ממתכת או פלסטיק על מנת שלא יקרע את הטרף. ברגע שמופיע טרף מתאים מסירים את המסווה מעל עיניו ומעיפים אותו לאוויר. אם הציד נכשל מחזירים את הבז באמצעות יונה מעופפת וקשורה בחוט לידיו של המאלף.
הבז מטיל את עצמו על טרפו מלמעלה, כאשר הוא מצמיד את כנפיו לצדי גופו. בדרך זו הוא מגיע למהירות עצומה והורג את טרפו באמצעות חבטה.
יונקים.