La tête du cheval est allégée grâce aux cavités ou aux sinus crâniens qui communiquent avec les voies aériennes. Le cheval possède également deux organes peu communs, dépendants des voies respiratoires supérieurs, l'un dans le nez et l'autre dans la gorge. La fonction de ces organes nous est inconnue car il n'existe aucun fossile archéologique de ce tissu non osseux.
A l'entrée de chaque naseau, se trouve une épine sus-nasale. Le cheval dispose également de deux poches gutturales qui se trouvent des deux côtés du pharynx, juste en dessous de l'oreille.
En raison de son palais lisse et prolongé, le cheval est incapable de respirer par la bouche. L'oxygène est donc acheminé vers les poumons par les grandes cavités nasales et la trachée.
Le larynx est la partie la plus sensible du cheval. Ce dernier devient trop étroit en cas de resserrement des mâchoires inférieures, si le cheval courbe trop la tête ou en cas de maladie causée par le resserrement du larynx.
Au galop, le cheval respire au rythme de son allure et inspire lorsque ses antérieurs sont étirés.