Pokud ryby chtějí dosáhnout úspěšného přežití a reprodukce, musí se nacházet v určitou dobu na určitém místě. Ryby se navrací na specifická místa v různou denní dobu stejně jako lidé – na místa, kde se živí, kde spí, kde se mohou ukrýt i na místa, kde se dá umýt. V konkrétní roční dobu se vrací na mísa páření, výtěru a hnízdění. Pro život v obřím prostředí, které představuje prostorovou výzvu je nezbytné, aby byly skvělými navigátory. Například některé slepé hrdlořitky tráví svůj život v naprosté tmě a orientační schopnosti jsou pro ně nezbytný základ. Pro orientaci a migraci využívají ryby různé metody, které jsou úzce spojeny se Smysly a Komunikací.
U ptáků a savců je za orientační chování zodpovědná malá oblast v mozku nazývaná hipokampus. Pokud dojde k postižení této oblasti, prostorové učení a paměť se stává narušené. V provedených studiích u karasů zlatých (Carassius auratus) byla v předním mozku identifikována oblast nazývaná laterální pallium, která má stejnou roli jako ptačí a savčí hipokampus. Při poškození laterálního pallia u karasů došlo ke ztrátě schopnosti najít cestu ke dříve naučenému cíli. Zdá se tedy, že zejména střední mozkové struktury savců, jako je hipokampus a amygdala, mají své homoly i laterálních a mediálních palliálních oblastech předního mozku kostnatých ryb.
Orientaci můžeme rozdělit na dva základní druhy – na orientaci na krátké vzdálenosti a na dlouhé vzdálenosti. Stejně jako jiná zvířata, základní schopností pro úspěšnou orientaci v životním prostředí je uvědomění si sama sebe a rozeznání své pozice vzhledem ke svému cíli. Toho lze dosáhnout různými způsoby. Od těch nejjednodušších, jako je pohyb směrem k výraznému orientačnímu bodu, který značí cílovou polohu, až po složitější situace, kdy ryba musí použít mentální reprezentaci prostředí k naplánování své trasy. S rostoucí složitostí prostorových úkolů je za potřebí zvýšené kognitivní schopnosti . Informace o schopnosti ryb komplexního prostorového chování byla objevena teprve nedávno. Některé ryby například využívají malých vizuálních orientačních bodů pro rozpoznání různých potravních oblastí. Mnoho druhů ryb využívá pro orientaci hlavně zrak a čich, nicméně ryby mají i několik jiných smyslových systémů a prostorové informace tak mohou být kódovány různými způsoby, jako je například pohyb vody, elektrolokaci , sluch, a někdy lze tyto různé formy vyhodnocování informací kombinovat a vytvořit tak mapu, která obsahuje vícesmyslové informace.
Pro orientaci na krátké vzdálenosti využívají několika způsobů. Jedním z nich je využívání orientačních bodů neboli „majáků“ v korytě toku nebo na březích vod. Jedná se o nejjednodušší způsob, jak může ryba identifikovat pozici určitého cíle. V praxi to vypadá tak, že ryby následují různých bodů , jako je rostlina, k nalezení malé skryté odměny v podobě potravy. Orientace pomocí majáku je považována za základní orientační systém, nicméně tato strategie se ukazuje jako limitovaná, protože ne všechny lokace mohou být znovu použity jako vhodné. Například pro ryby žijící v potoce tento způsob není vhodný, jelikož se v tomto dynamickém prostředí poloha orientačních bodů (např. kamenů) může často měnit.
Kromě zraku a vizuálních orientačních bodů, se ryby mohou v prostoru orientovat pomocí proudění díky postranní čáře, kterou měří narušení průtoku vody okolo ryb, jako například slepá tetra pruhovaná (Astyanax fasciatus), která obývá vody Mexika. Moller (2002) uvádí, že v závislosti na podmínkách životního prostředí mohou různé smysly ryb fungovat synergicky, konfliktně nebo redundantně, což znamená, že když je v daném okamžiku používán jeden smysl, ostatní se stávají „nadbytečné“. Slabě elektrické ryby využívají pro detekci kořistí aktivní elektrolokalizaci, avšak když byl jejich elektrický smysl vyřazen, jejich úspěšnost při hledání kořisti nebyla narušena, protože ryby byly schopné využít alternativní smyslové signály. Zajímavé je, že existovaly značné individuální rozdíly při výběru alternativního signálu. Některé ryby používaly signály zrakové, jiné čichové a další mechanické.
Ryby se však musí vyrovnávat s trojrozměrností vodního prostředí a své prostorové mapy tak musí kódovat nejen horizontálně, ale i vertikálně. Pro mapování vertikální roviny mohou využívat hydrostatický tlak. Mnoho ryb se dokáže orientovat díky úrovně okolního světla, a to buď pomocí očí nebo pomocí fotoreceptorů. Světlo může být pro ryby vodítkem pro vertikální orientaci.
Jedná se o účelové přesuny jedinců, hejn či částí populací v rámci vodního prostředí. Schopnost migrace u některých druhů ryb je výsledkem dvou, možná tří smyslových vjemů. Jedná se o geomagnetický vjem, čich a pravděpodobně zrak. K přesunu ryb do konkrétní destinace pomáhá magnetické pole, na které se ryby (lososy, ale i žraloci, úhoři nebo tuňáci) připojují kvůli navigaci na dlouhých cestách díky speciálním buňkám, které obsahují mikroskopické krystaly magnetitu fungujících jako střelky kompasu. Eder et al. (2012) izolovali a charakterizovali potenciální magnetoreceptory na bázi magnetitu z nosního epitelu pstruhů (blízcí příbuzní lososů). Zjistili, že magnetismus buněk je způsoben vnitrobuněčnou strukturou krystalů bohatých na železo o velikosti mikrometrů, pravděpodobně jednodoménovým magnetitem. Tyto částice jsou pevně spojené s buněčnou membránou a díky nepřetržitému puzení k magnetickému poli vytvářejí točivý tlak na buněčnou membránu, kdykoli ryba (nejčastěji losos) změní směr. Pro dokonalou navigaci navíc doplňují magnetorecepci využitím čichu, který se uplatňuje zejména při prvotní cestě mladých lososů do oceánů, kdy si tak „zaznamenávají“ chemické složení vody. Podněty pro migraci jsou biotického či abiotického vlivu.
a) biotický – hormonální vlivy, genetické faktory
b) abiotický – teplota vody, průtok, obsah kyslíku, roční období,…
V říčních systémech se dělí na:
a) protiproudová (z níže do výše položené části)
b) poproudová (z výše ležící části toku do níže ležící části
c) laterární – mimo koryto – např. do bočních ramen nebo do zaplavené říční nivy
a) thalassodromní (oceánodromní) – pouze v mořské vodě; platýsi, makrely, tuňáci
b) diadromní – obousměrná migrace mezi sladkou vodou a mořským prostředím; dále se dělí:
1. katadromní: za účelem rozmnožování; ze sladké vody do mořské; např. uhoř říční – tření v Sargasovém moři, po vytření dospělci hynou, pelagické jikry a následně larvy jsou pasivně unášeny Golfským proudem po dobu až 3 let, kdy dosáhnou Evropu;
2. anadromní: přesuny z mořského prostředí do sladkých vod; např. losos obecný
3. amfidromní: migrace larválních stádií ze sladkých vod do slaných či naopak
c) potamodromní – v rámci sladkovodního prostředí, dále se dělí:
1. reprodukční: za účelem nalezení optimálního stanoviště pro uložení a vývoj jiker a odrůst larválních a příp. juvenilních stádií; optimální prostředí je druhově-specifické
2. potravní: vzdálenost od několika metrů až po několik kilometrů v závislosti na druhu, většinou má denní, příp. sezónní charakter
3. sezónní: přesuny za účelem vhodného stanoviště např. pro přezimování
4. diurnální: den/noc – obvykle mezi mělkou a hlubší vodou
BALCOMBE, Jonathan P. Co ryba ví? Přeložil Vendula HLAVOVÁ. Brno: Kazda, 2019. ISBN 978-80-88316-34-3.
BRAITHWAITE, V. A. a DE PERERA, T. Burt. Short-range orientation in fish: How fish map space. Marine and Freshwater Behaviour and Physiology. 2006, roč. 39, č. 1, s. 37-47. ISSN 1023-6244. Dostupné z: https://doi.org/10.1080/10236240600562844 .
BROGLIO, Cristina; RODRÍGUEZ, Fernando a SALAS, Cosme. Spatial cognition and its neural basis in teleost fishes. Fish and Fisheries. 2003, roč. 4, č. 3, s. 247-255. ISSN 1467-2960. Dostupné z: https://doi.org/10.1046/j.1467-2979.2003.00128.x .
EDER, Stephan H.K.; CADIOU, Hervé; MUHAMAD, Airina; MCNAUGHTON, Peter A.; KIRSCHVINK, Joseph L. et al. Magnetic characterization of isolated candidate vertebrate magnetoreceptor cells. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2012, roč. 109, č. 30, s. 12022-12027. ISSN 0027-8424. Dostupné z: https://doi.org/10.1073/pnas.1205653109 .
LUSK, Stanislav, Petr HARTVICH a Bohumír LOJKÁSEK. Migrace ryb a migrační prostupnost vodních toků. Vodňany: Jihočeská univerzita, Fakulta rybářství a ochrany vod, 2014. ISBN 978-80-87437-77-3.
MOLLER, Peter. Multimodal sensory integration in weakly electric fish: a behavioral account. Journal of Physiology-Paris. 2002, roč. 96, č. 5-6, s. 547-556. ISSN 09284257. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/S0928-4257(03)00010-X .