Životně důležité biorytmy mají zásadní souvislost s vnějšími oscilacemi, jako je střídaní světla a tmy, příliv a odliv, mesíční cykly, střídání teplot a podobně. Tyto vnější cykly nazýváme časovače a podílí se na řízení vnitřních rytmů organismu.

Svou délkou odpovídají vnitřní biorytmy přibližně pravidelně se opakujícím vnějším faktorům. V době rozmnožování se však biorytmus oproti časovači předbíhá, protože aktivita ptáků začíná dlouho před východem slunce.

Můžeme tedy rozlišit rytmy denní (cirkadiánní), přílivové (circatidální), měsíční (circalunární) a roční (circanuální). Denní rytmy jsou víceméně vrozené, pokud by pták s denní aktivitou byl umístěn a izolován ve stálém světle, jeho denní rytmus zůstane zachován.

Převážná část ptačích druhů je aktivní ve dne. Během dne se střídají aktivní fáze s fázemi klidu. Největší aktivita u denních ptáků je po probuzení a pak před uložením ke spánku.  

Nezanedbatelný význam v řízení rytmů má žláza s vnitřní sekrecí epifýza na horní části mezimozku. Tato žláza se postupně vyvinula z třetího temenního oka, které dávalo mozku informace o intenzitě a vlnové délce dopadajícího světla.

V určitých periodách dochází k výrazné změně denního rytmu. Změny mohou být způsobeny rozdílnými délkami světelného dne v polárních oblastech a v mírném pásmu, nebo při tahu se aktivita přesouvá do nočních hodin, dále to může být nedostatek potravy, či péče o mláďata.

Ptačí orientace

Navigace ptáků dodnes není plně a uspokojivě vyřešena. Ptáci k orientaci využívají vnitřní hodiny a sluneční kompas, při zatažené obloze s hustými nízkými mraky schopnost navigace mizí (podle G. Kramera – zřítil se v Řecku ze skalní stěny při pokusech právě s orientací).

Ptáci se také dovedou orientovat podle hvězd při jarním a podzimním stěhování v noci. Tento způsob však není vrozený, mláďata se tento způsob orientace naučí v senzitivní periodě ještě při pobytu v hnízdě.

Dlouho se pochybovalo o možnosti orientace podle zemského magnetismu, ale moderní technika dokázala, že se některé druhy ptáků (například červenky) řídí magnetickou inklinací, což je úhel mezi vodorovnou rovinou a linií magnetického pole v daném místě.

Orientace podle magnetického pole je základní vrozenou vlastností ptačího organismu a užívá tento způsob orientace i při zatažené obloze. Sluneční a hvězdný kompas pouze doplňuje a zpřesňuje navigaci a dotváří naprosto dokonalý orientační systém.

I dnes však zůstává otázkou, jak ptáci magnetické pole vnímají. Jednou možností by mohl být hřebínek v oku ptáků, ale pravděpodobnější možnost je vnímání pomocí šišinky mozkové.

Migrace

Stěhování ptáků (migrace) souvisí přímo s vnitřními hodinami a schopností orientace. Vzhledem k letovým schopnostem ptáci mohou každoročně překonat dlouhé cesty z míst hnízdění do přechodných zimovišť.

Zdaleka ne všichni ptáci jsou ale tažní, je i mnoho druhů stálých ptáků. Zvláštní skupinou jsou ptáci potulní, kteří odlétají na kratší vzdálenosti od místa hnízdění zejména v podzimní a zimní době.

Typickými tažnými ptáky, kteří se každoročně přemísťují do vzdálených zimovišť a na jaře se pravidelně vracejí do své domoviny, jsou například rorýsy, kukačky, čápi, vlaštovky, jiřičky, pěnice, rybáci, nebo žluvy.

Určitým druhem stěhování je také disperze (rozptýlení), která bývá důsledkem přehuštění populace v době po vyhnízdění.

V rámci studia migrace ptáků označil poprvé v roce 1890 dánský učitel Ch.C.Mortensen špačky zinkovými kroužky, které byly později nahrazeny kroužky hliníkovými. Tato metoda se ujala po celém světě a začaly vznikat kroužkovací stanice. Vzhledem k tomu, že nález kroužkovaného ptáka je víceméně náhodný, zpětná hlášení o pohybu ptáků činí asi jen 3% z celkového počtu okroužkovaných ptáků.

V současné době se začíná prosazovat metoda telemetrie, kdy je na těle ptáka upevněna velmi malá vysílačka, která je schopna registrovat nejen letovou dráhu,rychlost a dobu odpočinku, ale i tepovou frekvenci a teplotu těla.

Vzdálenosti přeletů se u evropských pěvců pohybuje okolo 5 000 km, ale například americký vlhovec bobolink odlétá z jižní Kanady až do severní Argentiny, což představuje vzdálenost okolo 10 000 km. Radarem zjištěné výšky tahů kolísají od 200 do 8 000 m, podle množství kyslíku vázaného hemoglobinem.

Směr a délka letu je pro různé druhy ptáků geneticky fixována.

Klimatické podmínky, výhodnější potravní a tepelné podmínky například v městských aglomeracích umožňují přezimování druhů, které dříve pravidelně táhly, nebo některé druhy alespoň podstatně zkracují vzdálenosti změnou původního zimoviště za nové, což posléze umožňuje dolétnout do místa hnízdění bez ztrát a v lepší kondici.

Přestože jsou ptáci jedním z nejvíce poznaných druhů živočichů, stále zůstává mnoho nezodpovězených a diskutabilních otázek ze života a chování ptáků. Vzhledem k jejich dokonalému přizpůsobení a obrovské rozmanitosti druhů budou pravděpodobně ještě dlouho objevovány nové skutečnosti, které nás budou znovu a znovu překvapovat.