El anillamiento científico consiste en la individualización de aves silvestres mediante la aplicación de una anilla metálica en una de sus patas. La anilla lleva grabado un remite que identifica a la estación anilladora donde se centralizan los datos y un código alfanumérico consistente en uno o varios dígitos, combinados con letras, en función del tamaño de la anilla. Cada una de las anillas lleva un código correlativo, por lo que con la colocación de esta en el ave, el ejemplar queda identificado para siempre con ese número o código.

Cuando se anilla un ave se toman una serie de datos como son la especie del ave, su sexo y edad, condición corporal (desarrollo de la musculatura y cantidad de grasa acumulada por las especies migratorias), la fecha y el lugar en que ha sido anillada y en determinados casos concretos las medidas biométricas que pueden ser utilizadas para caracterizar poblaciones (longitud del ala, tamaño del tarso, peso, etc.), estado de muda de las plumas, etc.

Una ave anillada puede ser recapturada por otro anillador, observada por aficionados a las aves, o recuperada de muy diversas maneras (atropellada, cazada, encontrada muerta, etc.) por cazadores o público en general. Si el ave es controlada por un anillador, se pueden volver a tomar las mismas medidas que durante el anillamiento, haciendo posible estudiar distintos aspectos del ciclo biológico anual de la especie, como por ejemplo, variaciones en el peso condicionadas por la migración o progresión de la muda. En el caso de que se realicen comparaciones de datos biométricos tomados por diferentes anilladores, es preciso establecer, entre los anilladores y entre países, métodos estandarizados en la toma de estos datos.

Los datos obtenidos de las aves anilladas o recuperadas quedan archivados, tanto a nivel nacional como europeo. Cuando un ave anillada vuelve a ser capturada, se toman de nuevo sus datos y se envía la información a la Oficina de Especies Migratorias del Ministerio de Medio Ambiente donde se elabora un historial, de cada ave, en el que se incluyen los datos del anillamiento y los de las sucesivas capturas. Los pares de datos anillamiento-recuperación permiten definir rutas migratorias de las aves, áreas de descanso y de invernada, etc. además de proporcionarnos información básica sobre la biología de las aves, como tasas de supervivencia, fenología, éxito reproductor, tamaños poblacionales, diferencias fenológicas en la migración en función de la edad, sexo, grado de acumulación de grasa, etc.

Nunca debemos olvidar que el anillamiento científico es una actividad de investigación, por lo que el marcaje en si mismo no tiene ningún sentido si no se realiza con un planteamiento propio de un proyecto de investigación, antes de comenzar una campaña o actividad de anillamiento debemos plantearnos su finalidad u objetivos, posibles protocolos de trabajo y tener muy claro como vamos a llevar a cabo el desarrollo del proyecto, todo ello con la finalidad de estandarizar un método de trabajo con el que podamos obtener una serie de datos comparables entre si; ya que muchos de los aspectos de la biología de las aves que pretendemos estudiar, sólo podemos hacerlo contrastando los datos recogidos de un mismo individuo en dos o más momentos diferentes.

El anillamiento de aves con fines científicos se inició en Dinamarca en 1899, cuando H.C. Mortensen liberó un puñado de estorninos a los que había colocado en la pata una anilla metálica grabada con números correlativos y una dirección como remite. Desde aquellos tiempos pioneros, el anillamiento de aves ha evolucionado rápidamente hasta convertirse en una técnica de investigación estandarizada y utilizada en todo el mundo.

En la actualidad, para el marcado de las distintas especies de aves, se utilizan anillas de una gran variedad de tamaños y materiales, en función del tamaño y estructura de sus patas, así como del tipo de ambientes que frecuenten.

También pueden utilizarse anillas especiales y una gran variedad de marcas de otro tipo, para la identificación de aves a distancia, sin necesidad de capturarlas de nuevo. Muchos de los flamencos que crían en torno al Mediterráneo llevan anillas plásticas con números que pueden ser leídos a distancia con ayuda de telescopios. De la misma forma, a los ánsares se les pueden colocar collares plásticos, y a las ardeidas marcas alares, todos ellos individualizados mediante códigos de letras o números. 

Muchas aves se anillan en el nido, cuando aún son pollos, pero para anillar aves volantonas es preciso capturarlas utilizando redes y trampas de distintos tipos. Pero, en cualquier caso, y sea cual sea el método de captura empleado, los anilladores deben garantizar el bienestar de las aves que anillan. Así, las aves pequeñas se suelen capturar mediante redes japonesas y, eligiendo cuidadosamente la luz de la malla y el material de fabricación de estas redes, se puede reducir considerablemente el riesgo de deterioro de las plumas. Las aves de mayor tamaño, como en el caso de las anátidas, suelen ser capturadas en grandes trampas cebadas, a las que las aves entran "andando" y de las que luego no saben salir. Este tipo de trampas no entraña ningún riesgo para las aves.

Una vez que las aves capturadas han sido extraídas de la trampa, se suelen colocar en bolsas de tela o en cajas especiales, donde permanecen tranquilas y secas hasta que son anilladas y liberadas.

A lo largo de toda Europa, más de 10.000 personas, entusiastas y con un alto grado de preparación, anillan aves. La amplitud del colectivo de anilladores representa un hecho excepcional en la investigación zoológica, tanto en Europa como en el resto del mundo.

El anillamiento de aves es un área de investigación en la que la mayor parte del trabajo la desarrollan anilladores amateurs, que aportan su experiencia y su tiempo libre al estudio de las aves. Los anilladores profesionales, por otro lado, suelen estar adscritos a universidades, centros de investigación y ONG´s.

La responsabilidad de coordinar este vasto equipo de investigación internacional es de las Centrales Nacionales de Anillamiento, desde donde se fomenta la participación de los anilladores en campañas coordinadas. Así mismo, se encargan de garantizar los niveles técnicos y de seguridad en el desarrollo de estas prácticas.

Siempre que se produce la recuperación de un ave, sea cual sea la forma de recuperación, este dato se comunica a la Central Nacional. Aquí se localiza el número de la anilla en los ficheros formados por los datos que envían los anilladores, y se completa la ficha de anillamiento-recuperación con las fechas y lugares de ambos eventos. Una vez informatizados, se envía una comunicación con estos datos tanto al anillador como al recuperador. En el caso de recuperaciones internacionales (aves anilladas en un país que son recuperadas en otro), está establecida una coordinación entre las Centrales de Anillamiento para realizar el intercambio de la información.

Anualmente se anillan en Europa entorno a 4 millones de aves, de las que se recuperan unas 90.000, y esta información se publica todos los años por parte de las Centrales de Anillamiento en forma de tablas, con los totales por especies de aves anilladas y recuperadas en sus respectivos territorios. La proporción de aves anilladas que son posteriormente recuperadas varía enormemente entre especies, desde menos de un 1% en pequeños passeriformes hasta más del 50% en el caso de la Cigüeña Blanca.

El anillamiento de aves es una actividad que se viene desarrollando en Europa a lo largo de la mayor parte de este siglo, por lo que se cuenta con datos de recuperaciones a lo largo de un extenso periodo de tiempo. De esta manera, este banco de datos se constituye en uno de las más valiosas fuentes de información disponibles para cualquier grupo animal del mundo.