Kostra (
skelet) ptáků se vyznačuje celou řadou přizpůsobení k letu. Většina kostí je pneumatických, což znamená že v kostech dospělých ptáků se místo dřeně nacházejí dutiny, vyplněné vzduchem. U mladých ptáků se ve všech kostech nachází dřeň, která např. v lopatkách a distálních kostech končetin zůstává až do dospělosti. Kostra je během letu silně zatěžována. Proto ptačí kosti obsahují relativně velké množství anorganických látek. Větší odolnost je zajištěna i srůstem některých kostí: V hrudní části páteře u některých druhů dochází k srůstu 3-5 obratlů v kost zádovou (os notarium). Poslední hrudní obratle srůstají s obratli bederními, křížovými a předními ocasními a s pánví v jedinou kost - synsacrum. Koncové obratle ocasní srůstají v
pygostyl, plochou kůstku poskytující oporu svalům, ovládajícím ocasní pera. U letců (
Neognathae) srůstají v dospělosti lebeční švy.
Lebka (
cranium) ptáků se skládá z většinou pevně srostlých pneumatických kostí. Mozkovna je mohutná, značně vyklenutá, tvořená tenkými plochými kostmi. Značnou část lebky zaujímají očnice, oddělené pouze tenkou přepážkou meziočnicovou (septum interorbitale). Oční bělima (sclera) je vyztužena kruhem 12-16 plochých kůstek - sklerotikálním prstencem. Tlakem ciliárního svalu na tento prstenec dochází k
akomodaci oční
čočky. Dalším typickým znakem ptačí lebky jsou mohutné kosti mezičelistní (
os intermaxillare), srůstající v
zobák. Spodní čelist vzniká srůstem několika kostí. K lebce se připojuje prostřednictvím kosti čtyřboké. Lebka nasedá na první krční obratel (atlas) jediným týlním hrbolem (condylus occipitalis). Většina ptáků tak může otáčet hlavou až o 180°, sovy (
Strigiformes) až o 270°.
Krční páteř je dlouhá a esovitě zakřivená. Má druh od druhu proměnlivý počet obratlů. Nejméně má ara (
Ara ararauna) - 11 obratlů, nejvíce pak labuť (
Cygnus olor) - 25 obratlů.
Hrudní obratle mívají široké trny. Často srůstají v jedinou kost zádovou. Také počet hrudních obratlů se druh od druhu mění. Za hrudní obratle jsou považovány ty obratle, na něž se připojují žebra spojená s hrudní kostí.
Synsacrum vzniklo srůstem 10 - 22 synsycrálních obratlů. Poskytuje oporu svalům zadních končetin. Nejširší je ve výšce pánevních kloubních jamek (acetabulum). Směrem k hlavě a k ocasu se zužuje.
Obratle ocasní jsou redukované, několik koncových obratlů srůstá v
pygostyl.
Hrudní kost je široká, plochá, u létajících ptáků opatřená mohutným hřebenem (crista sterni), na nějž jsou uchyceny létací svaly. V přední části hrudní kosti se na každé straně vyskytuje jedna kloubní jamka, kam jsou ukotveny bkosti zobcovité (krkavčí, coracoideae). Po stranách hrudní kosti jsou mělkými prohlubněmi oddělené kloubní výběžky žeberní (processus articulares costales), na něž se upíná 3-9 párů žeber.
Žebra jsou dvoudílná. Oba díly (úsek obratlový - vertebrocostaleae, úsek sternální - sternocostaleae) jsou spojeny kloubně. Z kaudálního okraje obratlového úseku většiny žeber vyrůstá výběžek háčkovitý (processus uncinatus).
Pletenec hrudní končetiny je u ptáků přizpůsoben letu. Klíční kosti srůstaji distálními konci v útvar zvaný vidlice (furcula). Proximální konce jsou volně spojeny s kostí zobcovitou a s lopatkou. Lopatka je dlouhá, úzká, šavlovitě zakřivená. Kosti křídla jsou: kost pažní (humerus), kosti předloktí (ossa antebrachii - radius a ulna), dvě kosti zápěstní (vřetení kost zápěstní - os carpi radiale a poněkud redukovaná pátá kost záprstní - os metacarpale quintum). Z kostí záprstních zůstávají zřetelné pouze třetí a čtvrtá kost záprstní. Značně redukovaná druhá kost záprstní přirůstá k základně třetí záprstní kosti a tvoří tam drsnatinu druhé kosti záprstní (tuberositas ossis metacarpalis secundi). Kostru křídla zakončují rudimenty druhého, třetího a čtvrtého prstu. S funkčními křídelními prsty se u recentních ptáků setkáváme pouze v jednom případě - u mláďat hoacina chocholatého (
Opisthocomus hoazin).
Pánev vzniká srůstem tří kostí: kosti kyčelní (os ilium), kosti sedací (os ischii) a kosti stydké (os pubis). Ke zvláštnostem ptačí pánve patří kloubní jamka (acetabulum), v jejímž dně je velký kruhový otvor, překrytý vazivovou blánou.
Do acetabula zapadá hlavice kosti stehenní (femur). Kosti bércové (ossa cruris) jsou tvořeny mohutně vyvinutou kostí holenní (tibia) a rudimentem kosti lýtkové (fibula). Kosti nártní a zánártní u ptáků srůstají v jednu mohutnou kost - běhák (tarsometatarsus). Ptáci mají většinou na každé noze po čtyřech prstech, výjimečně tři nebo dva prsty (pštros,
Struthio camelus). U většiny ptáků směřuje jeden prst dozadu a tři dopředu. U šplhavců (
Piciformes), papoušků (
Psittaciformes) a kukaček (
Cuculiformes) směřují dopředu dva a dozadu dva prsty. U sov a některých dravců je čtvrtý prst přeměněn ve vratiprst.