鱼类动物有比较完善的感觉器官、运动器官和高度分化的神经系统，其形态和生理相对于哺乳类而言比较简单且原始，在应用中有其优势。在生理学和内分泌学方面，鱼鳃、鱼肾被用于研究膜生理学，金鱼眼被用来研究视觉器官结构与功能，鲫鱼的M细胞作为优秀模型被用来研究神经元突触生理，斑马鱼在运动神经回路和生物钟的研究中有突出贡献，有灵敏电感觉的鲶鱼被用于研究电生理学等；在药理学方面，斗鱼是研究药物抑制本能行为的敏感动物；玻璃鱼（Chanda ranga）、玻璃鲶（Kryptopterus bicirrhis）等身体透明，骨骼可见，可直接观察内部变化，是良好的模型材料；鱼类还存在着天然的雌核发育群体，同一尾鱼的后代的遗传均一性好，作为实验动物培育事半功倍。