Endotermia regional, a conservação do calor metabólico pelos trocadores de calor de contra-corrente vascular para elevar a temperatura do músculo locomotor de contra-corrente lenta, olhos e cérebro, ou vísceras, tem evoluído independentemente entre várias linhagens de peixes, incluindo tubarões lamnidais, peixes de bico e atuns. Todas são espécies grandes, ativas, pelágicas, com alta demanda de energia que realizam migrações de longa distância e se movem verticalmente dentro da coluna d’água, encontrando assim uma gama de temperaturas de água. Após resumir a ocorrência de endotérmia entre os peixes, a evidência de duas hipóteses de vantagens da endotérmia em peixes, a expansão térmica de nichos e o aumento do desempenho da natação aeróbica, é analisada usando comparações filogenéticas entre os peixes endotérmicos e seus parentes ectotérmicos. A expansão do nicho térmico é suportada pelo mapeamento de caracteres endotérmicos em filogenias e pela combinação de informação sobre o nicho térmico das espécies existentes, o registo fóssil e as condições paleoceanográficas durante o tempo em que os peixes endotérmicos irradiaram. Contudo, é difícil mostrar que a endotérmia foi necessária para a expansão do nicho, e são necessárias outras adaptações para além da endotérmica para mergulhos repetidos abaixo da termoclina. Embora a evolução convergente da capacidade de elevar as temperaturas do músculo locomotor oxidativo, sugere uma vantagem selectiva para essa característica, comparações de atuns e suas espécies irmãs ectotérmicas (cavalas e bonitos) não dão suporte directo à hipótese de que a endotérmia resulta num aumento da velocidade de natação aeróbica, do poder muscular oxidativo lento, ou da eficiência energética. A endotérmia está associada a taxas metabólicas padrão mais elevadas, que podem resultar de altas capacidades aeróbicas requeridas por estes peixes de alta performance para conduzir muitas actividades aeróbicas em simultâneo. Uma alta taxa metabólica padrão indica que os benefícios da endotérmia podem ser compensados por custos energéticos significativos.