Le flamant rose est un filtreur, mode d'alimentation rare chez les oiseaux et proche de celui de certaines baleines. L'oiseau ne poursuit pas ses proies et ne les voit pas, il trie mécaniquement de grands volumes d'eau et de vase pour en extraire des organismes de quelques millimètres.
L'oiseau avance dans l'eau peu profonde, courbe le cou et retourne complètement sa tête, le dessus du bec vers le fond. Dans cette position, la mandibule inférieure, la plus grande et la plus mobile chez cette espèce, travaille comme une pelle.
La langue effectue alors des mouvements de va-et-vient très rapides, jusqu'à plusieurs fois par seconde, et joue le rôle d'un piston qui aspire puis expulse l'eau. Les lamelles cornées disposées en rangées à l'intérieur du bec retiennent au passage tout ce qui dépasse une certaine taille.
Le pompage des pattes complète le dispositif. En piétinant la vase, souvent en tournant sur lui-même, l'oiseau remet en suspension les organismes enfouis dans le sédiment et les rend filtrables. C'est cette danse involontaire qui frappe le plus les observateurs.
La petite crevette des eaux salées, Artemia salina, constitue la ressource la plus recherchée dans les lagunes méditerranéennes et les salins. Elle prolifère dans des eaux dont la salinité dépasse largement celle de la mer, et elle est particulièrement riche en pigments caroténoïdes.
S'y ajoutent des micro-algues, diatomées et cyanobactéries, qui apportent également des pigments, ainsi que de petits mollusques, des vers, des larves d'insectes et des copépodes. Le régime varie selon les sites et les saisons, avec une part plus végétale dans certaines lagunes et plus animale dans d'autres.
Un adulte consomme de l'ordre de deux à trois cents grammes de matière sèche par jour, ce qui suppose de filtrer des volumes d'eau considérables et occupe une grande partie de son temps.
Filtrer de l'eau salée signifie en avaler beaucoup. Le flamant dispose pour cela de glandes situées près des yeux, à la base du bec, qui concentrent l'excès de sel et l'évacuent par les narines sous forme de gouttelettes très salées.
Les glandes à sel, partagées avec de nombreux oiseaux marins, permettent au flamant d'exploiter des milieux où l'eau douce est absente. Il boit tout de même de l'eau douce dès qu'il en trouve, notamment aux résurgences et après les pluies, et certaines populations parcourent des distances significatives pour cela.
L'oiseau se nourrit aussi bien de jour que de nuit, et l'activité nocturne est plus importante qu'on ne le croit, notamment sur les sites fréquentés par les humains. La marée et le vent, qui modifient la hauteur d'eau, influencent davantage son rythme que l'alternance du jour et de la nuit.
L'alimentation se fait presque toujours en groupe, les oiseaux avançant côte à côte sur un même front. Cette progression collective augmente le brassage du sédiment et profite à tous, chacun bénéficiant de la remise en suspension provoquée par ses voisins.
Le poussin ne peut pas filtrer, son bec étant droit et ses lamelles n'étant pas fonctionnelles pendant les premiers mois. Les parents le nourrissent d'une sécrétion produite par le tube digestif supérieur, souvent appelée lait de jabot, d'un rouge intense et très riche en graisses, en protéines et en caroténoïdes.
Les deux parents la produisent, ce qui est notable, et cette production coûte cher, car elle prélève une partie des pigments de l'adulte, qui pâlit visiblement pendant l'élevage. Le nourrissage se poursuit plusieurs mois, bien après que le jeune a quitté le nid, et se raréfie à mesure que son bec s'incurve et devient capable de filtrer.
Le régime explique directement l'apparence de l'espèce. Les caroténoïdes ingérés se déposent dans les plumes au moment de la mue, et l'intensité du rose reflète donc la qualité de l'alimentation des mois précédents.
La coloration du plumage fait du flamant un bon indicateur écologique. Une population terne signale une ressource appauvrie, et l'observation régulière de la coloration des colonies renseigne sur l'état des lagunes bien avant que d'autres signes n'apparaissent.