Moltissime specie di uccelli migrano. La maggior parte di queste compie migrazioni latitudinali, cioè si spostano da aree di nidificazione estive ad aree di svernamento situate a latitudini più basse. Ma ci sono anche specie di uccelli che compiono migrazioni altitudinali, spostandosi dalle montagne dove nidificano a zone di pianura o di fondovalle in inverno.

Un tipico esempio di migrante altitudinale in Europa è il picchio muraiolo: nella stagione riproduttiva lo si può trovare sui precipizi a oltre 2000 metri di quota, ma in autunno, quando cade la prima neve, scende al di sotto dei 1000 metri.

Generalmente gli uccelli migrano a causa della carenza di cibo durante la stagione fredda: infatti gli insetti, le larve, i semi o i frutti in inverno sono assenti o molto scarsi. Ovviamente a monte di questa scarsità vi è il ciclo annuale dei vegetali.

Esistono solitamente rotte migratorie caratteristiche per ciascuna specie, la maggior parte delle quali torna a nidificare e poi a svernare ogni anno nello stesso luogo, a volte mantenendo una assoluta fedeltà al luogo. Questi fenomeni vengono chiamati breeding site fidelity e le rondini ne sono un esempio.

La migrazione, così come la muta e la nidificazione sono regolate dal sistema neuroendocrino, il quale a sua volta risponde a stimoli esterni come il fotoperiodo (durata del dì).

Quando arriva il momento di migrare gli uccelli mangiano molto più che nei periodi precedenti e accumulano una grande quantità di grasso. Alcuni uccelli in questo periodo raddoppiano addirittura il loro peso. Viceversa lontano dalle migrazioni non vengono immagazzinati i grassi bensì i carboidrati, che possono venire metabolizzati molto più velocemente. I grassi però possono essere accumulati senza introdurre acqua e questo è un fattore fondamentale per la migrazione perchè fa risparmiare peso.

Per l'orientamento molte specie sembrano usare riferimenti astronomici: la posizione del sole durante il giorno, quella delle stelle durante la notte. Ciò vale per gli individui che hanno avuto la possibilità di osservare il cielo durante le primissime fasi della loro vita. Alcune specie come i piccioni viaggiatori possiedono una "bussola biologica" e percepiscono le direzioni del campo magnetico terrestre. Nella loro testa sono state trovate piccole quantità di magnetite, un minerale sensibile al magnetismo terrestre. Molte altre specie infine seguono riferimenti geografici come le linee di costa e il percorso dei fiumi che hanno appreso per imprinting durante le prime fasi di sviluppo.