模仿鸟类、昆虫和鱼类的形态构造特点，研制各种适宜在空中、水下活动的机械技术系统，是仿生机械的重要内容。自然界能飞的动物种类接近全部动物的3/4，其中占主要地位的有600多种鸟类和35万多种昆虫。这些飞行动物为人类改进飞机性能和制造新型飞行器提供了天然的设计原型。鸟类和昆虫的某些特殊机能，如蚊蝇和蜜蜂等昆虫灵活机动的陡然起飞，翻转翅翼的高频振动，光面悬垂和空中定位等，都是现代飞机所做不到的。

根据蝙蝠喉头发出的超声波可在空中导航和对空中食物定位的原理，人类发明了雷达；根据苍蝇、蜻蜓的复眼原理，人类发明了复印机和印刷机的复眼透镜；根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理，人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹；人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯；模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。

鲸、海豚和各种鱼类经过亿万年的进化，形成了适应于水中环境的多姿体形。其中有适应于快速航行的仿锤形；适应于水底缓慢运动的平扁形；适应于穿入泥土或石洞间的圆筒形。脊鳍阔大的剑鱼速度可达110公里/时，并能在几秒之内就可达到全速，这是现代快艇所不及的。

鱼类除了有适于航行的形体外，同时还有特殊的推进和沉浮机能。人类根据水生动物尾鳍摆动式推进系统的生物力学原理，设计出一种摆动板推进系统。它不仅可以使船只十分灵活地转弯和避开障碍，还可以顺利地通过浅水域或沙洲而不搁浅。

僧帽水母用感觉细胞控制浮鳔内的气体，使身体沉浮；金枪鱼靠控制体内一种生理化学反应而沉浮。人类根据这些原理研制成潜水艇的沉浮系统。乌贼的体型虽然和鱼不太相同，但运动器官十分完善，它靠收缩腹肌把外套膜中的水从喷嘴迅速射出，借此推进身体前进。人类根据这个原理设计出喷水船。人类还模仿海豚皮肤可减少水阻的特点，制成了“人工海豚皮”。