Alcuni uccelli sono strettamente sedentari o stazionari, ma numerose specie migrano, ossia si spostano regolarmente da una regione all'altra quando cambiano le stagioni. Sia l'area estiva  sia l'area invernale delle specie sono ben definite. I risultati ottenuti marcando singoli uccelli con anelli numerati applicati alle zampe indicano che molti di essi ritornano nei luoghi occupati precedentemente. La maggior parte degli uccelli compie migrazioni latitudinali, ossia si trasferisce da sud a nord e in senso inverso; gli uccelli si trasferiscono nelle vaste masse di terre emerse delle regioni temperate  settentrionali e subartiche, dove trovano habitat per l'alimentazione e la nidificazione durante i mesi più caldi, e poi si ritirano a sud per svernare. Un movimento opposto e meno imponente si osserva nell'emisfero australe, dove le stagioni sono invertite. Alcuni altri uccelli compiono migrazioni altitudinali, trasferendosi in regioni montuose per trascorrervi l'estate e ritornando nelle regioni pianeggianti per trascorrervi l'inverno.
La maggior parte delle specie percorre rotte migratorie stabilite e viaggia seguendo più o meno un programma, arrivando e sparendo regolarmente secondo il calendario. Alcuni uccelli migrano tenendosi vicino al suolo, altri ad un altitudine  di 900-1500 m ma raramente superiore. Sebbene gli individui possano volare con una velocità di 50-80 km/h, essi si fermano per alimentarsi, vengono oltrepassati da altri individui, quindi si rimettono in viaggio; perciò, il fronte di migrazione procede piuttosto lentamente, con una velocità media di circa 40 km/d.
La migrazione, la riproduzione e la muta sono fasi del ciclo annuale degli uccelli e sono tutte regolate dal sistema neuroendocrino. In generale, prima della migrazione, riserve di grasso, assenti in altri periodi, si accumulano rapidamente per fornire un combustibile supplementare durante i lunghi voli. Inoltre, numerosi uccelli strettamente diurni diventano notturni durante la migrazione. Prima della migrazione, si manifesta un'irrequietezza (Zugunruhe, in tedesco) e gli uccelli cominciano a muoversi verso la loro meta migratoria. Sebbene la Zugunruhe appaia essere innata, il tempo in cui insorge è influenzato da stimoli ambientali agenti attraverso il sistema neuroendocrino dell'uccello. Nelle specie della zona temperata lo stimolo più importante è il cambiamento della lunghezza del giorno, ma anche delle condizioni meteorologiche possono influenzare i tempi di partenza.
Nella migrazione, alcuni uccelli seguono punti di riferimento evidenti - coste, fiumi, catene montuose - mentre altri passano su mari e terre con poche caratteristiche topografiche. Inoltre, in alcuni giovani uccelli che migrano indipendentemente dai loro genitori, il riconoscimento dei punti di riferimento può essere innato. L'imprinting durante lo sviluppo precoce permette ad alcuni uccelli di riconoscere la regione in cui sono nati quando vi fanno ritorno. In numerose specie, la migrazione durante le ore diurne appare essere guidata dal Sole (azimut) e di notte dall'asse di rotazione stellare. Una densa copertura di nubi o la nebbia interferiscono con l'orientamento. L'uso di riferimenti astronomici o celesti richiede un senso del tempo (orologio biologico), ben sviluppato negli uccelli. Però, in alcuni uccelli le informazioni sembrano ottenute da riferimenti astronomici (configurazioni stellari) senza che sia necessario un orologio biologico. Nei piccioni viaggiatori la sensibilità al campo magnetico terrestre facilita l'orientamento, come è stato dimostrato per mezzo di distorsioni del campo magnetico terrestre ottenute applicando magneti sul capo degli uccelli e usando campi magnetici artificiali.
Delle specie che si riproducono nella regione paleartica, il 40 % trascorre l'inverno altrove, e di quelle che lasciano la regione paleartica il 98% si trasferisce verso sud, verso l'Africa, e trascorre l'inverno in aree di savana (vegetazione caducifoglia) e il suo arrivo coincide di solito con la maturazione di un'immensa produzione di semi delle graminacee dominanti.

Vengono sfruttate le correnti ascensionali locali dette termiche, formate dall'aria calda che sale dal suolo e le rocce riscaldati dal Sole, o le correnti d'aria che risalgono i fianchi di montagne o scogliere. Con il volo battuto diretto si possono, invece, attraversare mari e terre emerse.

CURIOSITÀ

Fra gli uccelli si conoscono molte specie che effettuano lunghi spostamenti dalle località di svernamento a quelle riproduttive (ad es. Piovanello maggiore, Culbianco).
Il primato della migrazione più lunga e spettacolare spetta però alla Sterna codalunga o artica Sterna paradisaea.
Questa specie nidifica lungo le coste settentrionali dell'Europa e dell'America, migrando in inverno nella parte opposta della terra superando a volte il circolo polare antartico. Si tratta di un viaggio di andata e ritorno di oltre 30.000 km. Ancora avvolto dal mistero rimane il modo in cui questi uccelli riposino durante l'attraversamento dell'Atlantico, poiché raramente le sterne si posano sull'acqua.