La endotermia regional, la conservación del calor metabólico mediante intercambiadores de calor vasculares a contracorriente para elevar la temperatura del músculo locomotor de contracción lenta, los ojos y el cerebro, o las vísceras, ha evolucionado de forma independiente entre varios linajes de peces, incluidos los tiburones lamnídeos, los peces picudos y los atunes. Todos ellos son especies grandes, activas y pelágicas con grandes demandas de energía que emprenden migraciones de larga distancia y se mueven verticalmente dentro de la columna de agua, por lo que se encuentran con una gama de temperaturas del agua. Después de resumir la aparición de la endotermia entre los peces, se analizan las pruebas de dos hipotéticas ventajas de la endotermia en los peces, la expansión del nicho térmico y la mejora del rendimiento de la natación aeróbica, utilizando comparaciones filogenéticas entre los peces endotérmicos y sus parientes ectotérmicos. La expansión del nicho térmico se apoya en el mapeo de los caracteres endotérmicos en las filogenias y en la combinación de información sobre el nicho térmico de las especies existentes, el registro fósil y las condiciones paleoceanográficas durante la época en que los peces endotérmicos irradiaron. Sin embargo, es difícil demostrar que la endotermia fuera necesaria para la expansión del nicho, y son necesarias otras adaptaciones además de la endotermia para bucear repetidamente por debajo de la termoclina. Aunque la evolución convergente de la capacidad de elevar las temperaturas de los músculos locomotores de contracción lenta y oxidativa sugiere una ventaja selectiva para ese rasgo, las comparaciones de los atunes y sus especies hermanas ectotérmicas (caballas y bonitos) no proporcionan ningún apoyo directo a la hipótesis de que la endotermia resulte en un aumento de la velocidad de natación aeróbica, de la potencia muscular de contracción lenta o de la eficiencia energética. La endotermia se asocia con tasas metabólicas estándar más altas, que pueden ser el resultado de las altas capacidades aeróbicas que requieren estos peces de alto rendimiento para realizar muchas actividades aeróbicas simultáneamente. Una tasa metabólica estándar elevada indica que los beneficios de la endotermia pueden verse compensados por costes energéticos significativos.