काही पक्ष्यांचे दीर्घ पल्ल्याचे उड्डाण करून दुसऱ्या ठिकाणी जाणे आणि ठराविक मुदतीनंतर त्याच मार्गाने पुन्हा ठराविक वेळी मूळ ठिकाणी परत येणे या वर्तणुकीला पक्षी स्थलांतर म्हणतात. शीत प्रदेशात आढळणाऱ्या काही पक्ष्यांमध्ये असे वर्तन प्रामुख्याने दिसून येते. उत्तर ध्रुव प्रदेशातील पक्ष्यांच्या अनेक जाती मोठ्या प्रमाणात स्थलांतर करतात. काही पक्षी हजारो किमी. प्रवास करून परत मूळ ठिकाणी परत येतात तर काही पक्षी जवळच्या प्रदेशात स्थलांतर करतात. मात्र, स्थलांतर करणाऱ्या पक्ष्यांच्या जातीतील सर्वच्या सर्व पक्षी स्थलांतर करतात, असे नाही.
पक्षी स्थलांतर करण्याचे प्रमुख कारण म्हणजे ऋतुमानानुसार अधिवासात जे बदल होतात त्यामुळे स्थानिक परिस्थिती प्रतिकूल बनते. अशा परिस्थितीत अन्नाचा तुटवडा जाणवतो. बदललेल्या हवामानानुसार हिवाळा तीव्र झाला तर हिमपात होऊन चाऱ्याची उपलब्धता कमी होते. हिमपात होत असेल तर वनस्पतींच्या जीवनचक्रानुसार फुले, फळे आणि बिया यांचीही उणीव निर्माण होते. अशा वेळी पक्षी जेथे मुबलक अन्न प्राप्त होऊ शकते अशा ठिकाणी जातात.
पक्षी ज्या प्रदेशात स्थलांतर करतात त्याच प्रदेशात त्यांचे प्रजननही घडून येते, असे आढळून आले आहे. पक्ष्यांच्या विणीचा हंगाम अन्नाच्या उपलब्धतेशी जोडलेला असतो. विणीच्या हंगामात पिलांना मुबलक प्रमाणात पोषक अन्न पुरवावे लागते. हे अन्न पचायला सुलभ असावे लागते. त्यात प्रथिनांचे प्रमाण भरपूर असावे लागते. वनस्पतींची मुकुले, फुलांचे भाग, काही फळे, काही बिया व अंकुर अशा वेचक अन्नाबरोबर अनेक कीटकांच्या अळ्यासुद्धा अन्न म्हणून उपयोगी असतात. कीटकांचे जीवनचक्र पावसाळ्यानंतर फुलणाऱ्या वनस्पती जीवनाशी जोडलेले असते.
पक्ष्यांचे स्थलांतर आकाशमार्गे होते आणि त्यांचा उड्डाणमार्ग बहुधा निश्चित असतो. पक्षी त्यासाठी सूर्य आणि तारे यांच्या स्थितीचा, तसेच होकायंत्राप्रमाणे पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राचा मागोवा घेतात असे अभ्यासात दिसून आले आहे. जमिनीवरच्या खुणांची स्मृती ठेवण्याची क्षमताही त्यांना असावी, असा अंदाज आहे. काही वेळा अशा पक्ष्यांचा मार्ग चुकतो आणि ते त्यांचे गंतव्य स्थान ओलांडून पलीकडे जातात असेही आढळते. स्थलांतर करणारे काही पक्षी लांब पल्ल्यांचे उड्डाण करतात. असे दीर्घ पल्ल्याचे उड्डाण करण्यापूर्वी त्यांना पुरेसे खाद्य खाऊन ऊर्जा पुरविणाऱ्या इंधनाचा (म्हणजे चरबीचा) साठा करून घ्यावा लागतो. काही पक्षी अधूनमधून अल्पकाळ थांबून अन्नग्रहण करतात. स्थलांतर करणारे पक्षी बहुधा मोठया थव्यांनी विशिष्ट रचनेत, उदा., इंग्रजी व्ही (V) अक्षराप्रमाणे, उड्डाण करतात. अशा रचनांमुळे उड्डाण करताना त्यांना लागणाऱ्या ऊर्जेची बचत होते असे आढळून आले आहे.
पक्षी स्थलांतराचे उत्तम उदाहरण म्हणून द्यावयाचे झाल्यास आक्र्टिक टर्न या पक्ष्याचे नाव सर्वप्रथम घेतले जाते. हा पक्षी स्टर्निडी कुलातील असून त्याचे शास्त्रीय नाव स्टर्ना पॅराडायसी आहे. हा पक्षी उत्तर ध्रुवावर किंवा दक्षिण ध्रुवावर राहतो. जेव्हा उत्तर ध्रुवावर थंडी वाढते तेव्हा हा स्थलांतर करून दक्षिण ध्रुवावर येतो. दक्षिण ध्रुव प्रदेशात अन्न मिळविण्यासाठी त्याचा वावर अनेक किमी. अंतरात चालू राहतो. सहा महिन्यांनंतर जेव्हा दक्षिण ध्रुवावर थंडी पडू लागते तेव्हा हा पक्षी उत्तरेकडे प्रवास सुरू करून उत्तर ध्रुवावर पोहोचतो. अशा प्रकारे तो वर्षाकाठी सु. ७०,००० किमी. प्रवास करतो.
सायबेरियन क्रेन या नावाने ओळखला जाणारा क्रौंच पक्षी उत्तर ध्रुव प्रदेशातून भारतातील काही पाणवठ्यांवर येतो. उन्हाळ्यात जेव्हा हे प्रदेश तापू लागतात तेव्हा हे पक्षी परत उत्तर ध्रुव प्रदेशाकडे कूच करतात. हंस, सारस आणि रोहित हे पक्षीदेखील असेच स्थलांतर करून भारतात काही वेळ निवासासाठी येतात. ज्याप्रमाणे काही पक्षी स्थलांतर करून दूरच्या ठिकाणी जातात त्याप्रमाणे काही पक्षी त्यांचा नेहमीचा अधिवास सोडून परिस्थितीनुसार कमी अंतर स्थलांतर करतात, याला स्थानिक स्थलांतरण म्हणतात. काही पक्षी आपल्या नेहमीच्या जागा समुद्रसपाटीपासूनच्या उंचीनुसार बदलतात. म्हणजे एरव्ही डोंगरमाथ्यावर राहणारे हे पक्षी कडाक्याच्या थंडीत कमी उंचीच्या (सखल) प्रदेशात येतात आणि मूळ अधिवास पूर्ववत झाला की पुन्हा आपल्या मूळच्या ठिकाणी म्हणजे डोंगरमाथ्यावर जातात. अशा पक्ष्यांमध्ये धोबी, कोकिळ, नर्तक इत्यादी पक्ष्यांचा समावेश होतो.
पक्ष्यांचे स्थलांतर कसे घडून येते, यासंबंधी जागतिक स्तरावर संशोधन केले जाते. त्यासाठी स्थलांतर करणाऱ्या पक्ष्यांना पकडून त्यांच्या पायात धातूंची कडी अडकवितात. त्या कडीवर दिनांक व ठिकाण इत्यादी माहिती नमूद केलेली असते. तसेच असा पक्षी कोणाला आढळल्यास त्या व्यक्तीने ही माहिती कोणाला कळवावी, यासंबंधी सूचना दिलेली असते. असे पक्षी कालांतराने पुन्हा संशोधकांच्या जाळ्यात सापडले म्हणजे पक्ष्यांच्या त्या विशिष्ट जातींच्या स्थलांतराचा मागोवा घ्यायला मदत होते. तसेच त्यांचा उडडाणाचा मार्ग ठरविता येतो.
अनेकदा मानवी कृतींमुळे स्थलांतर करणाऱ्या पक्ष्यांना धोका निर्माण होतो. म्हणून अनेक देशांनी स्थलांतरित पक्ष्यांचे संरक्षण व्हावे म्हणून कठोर नियम केलेले आहेत. त्या नियमांचे पालन करणे आणि स्थलांतरित पक्ष्यांना सुरक्षा पुरविणे ही सर्वांची जबाबदारी आहे.
