A madártollak egyedi szerkezettel rendelkeznek, amely segíti őket szigetelő és repülési képességek elérésében. Mindegyik toll egy központi szárból áll, amelyet rachisnak neveznek, és mindkét oldalon tüskék nyúlnak ki. Ezek a tüskék tovább vannak osztva kisebb barbulákra, amelyek egymásra kapaszkodnak, és szorosan egymásba illeszkedő szerkezetet hoznak létre.
Bár a tollak nem teljesen áteresztők a levegő számára, nincsenek olyan szorosan összetömve, hogy megakadályozzák a levegő átjutását. Az összekapcsolódó rudak kis légzsákokat hoznak létre közöttük, amelyek szigetelőként működnek. Ezek a légzsebek segítenek megkötni a testhőt és megakadályozzák a hőveszteséget, így a madarak még hideg környezetben is megtarthatják testhőmérsékletüket.
Ezenkívül a tollak természetes olajossággal rendelkeznek, amely segít taszítani a vizet, és tovább javítja szigetelő tulajdonságaikat. Ez az olajos bevonat lehetővé teszi, hogy a madarak a felszínen maradjanak és szárazak legyenek úszás vagy búvárkodás közben.
Összefoglalva, bár a tollakat úgy tervezték, hogy szigetelést és vízszigetelést biztosítsanak, nem akadályozzák meg teljesen a levegő átjutását. A rudak egymásba illeszkedő szerkezete kis légzsákokat hoz létre, amelyek segítik a hőt és taszítják a vizet, miközben lehetővé teszik a levegő keringését.