La vessie gazeuse, appelée improprement vessie natatoire car elle ne joue aucun rôle direct dans la locomotion[1], se présente comme un sac à paroi mince rempli de gaz chez les poissons osseux. C'est un organe qui a pour principale fonction de servir de « ballast » afin de faciliter l'équilibre et le déplacement du poisson dans la colonne d'eau. En ajustant sa flottabilité, elle lui permet ainsi de se mouvoir à la profondeur qu’il veut en ajustant sa densité à celle de l’eau dans laquelle il vit.
On a longtemps pensé qu'au cours de l'évolution de ces deux organes homologues, la vessie natatoire de certains poissons sarcoptérygiens a abouti à la formation des poumons primitifs dont les dipneustes et les tétrapodes ont hérité. Plusieurs biologistes et paléontologues remettent en cause cette version et avancent que ce serait en fait les poumons qui auraient évolué en une vessie natatoire. En effet, celle-ci est présente probablement de façon convergente chez les téléostéens et les chondrostéens, mais pas chez les actinoptérygiens basaux[Quoi ?] (polyptères, lépisostées…)[2] ni chez aucun sarcoptérygien. Par conséquent, le principe de parcimonie implique une évolution des poumons vers la vessie natatoire et non l'inverse[3].