เป็นเครื่องสูบฉีดเลือด ประกอบด้วยผนังเป็นกล้ามเนื้อหนา หดตัวและคลายตัวเป็นจังหวะไม่มีหยุด รูปร่างของหัวใจคล้ายรูปกรวยทู่ และแบนจากหน้าไปหลังเล็กน้อย

          ช่องหัวใจ แบ่งออกเป็นครึ่งซ้ายและขวา โดยผนังกั้นเฉียงๆ แต่ละข้างประกอบด้วยช่องที่รับเลือดดำเรียกว่า เอเทรียม (atrium) ซึ่งมีผนังบาง และช่องที่ผนังเลือดออกซึ่งมีผนังหนาเรียกว่า เวนตริเคิล (ventricle) ดูภายนอกมีร่องตื้นๆ บอกตำแหน่งรอยต่อระหว่าง เอเทรียม กับ เวนตริเคิล ภายในส่วนล่างของเอเทรียม เปิดเข้าสู่ส่วนหลังของ เวนตรเคิล โดยรูกว้างซึ่งเรียกว่ารูอะตริโอเวนตริคูลาร์ (atrio-ventricular oritice) แต่ละรูนี้มีลิ้นหัวใจซึ่งยอมให้เลือดจาก เอเทรียม ไปสู่ เวนตริเคิล ได้ แต่ป้องกันไม่ให้เลือดไหลย้อนกลับ
 
          เอเทรียมขวา อยู่ทางขวาค่อนไปทางหน้า รับเลือดเสียจากศีรษะ คอ และแขน ทางหลอดเลือดวีนาคาวาหลอดบน(superior vena cava) และรับเลือดดำจากส่วนอก ท้อง เชิงกรานและขาโดยทางหลอดเลือดวีนาคาวาหลอดล่าง (inferior venacava) และยังรับเลือดจากผนังหัวใจเองด้วย
 
          เวนตริเคิลขวา อยู่ทางขวาค่อนไปทางหน้า รับเลือดดำจากเอเทรียมขวา และบีบเลือดไปสู่ปอดทั้งสองข้าง โดยหลอดเลือดแดงสู่ปอด ที่ส่วนต้นของหลอดเลือดแดงสู่ปอด มีลิ้นให้เลือดออกจากหัวใจไปได้ แต่จะปิดสนิทไม่ให้เลือดไหลย้อนกลับ

          เอเทรียมซ้าย อยู่ทางซ้ายค่อนไปทางหลัง รับเลือดดำจากปอดทั้งสองข้าง

          เวนตริเคิลซ้าย อยู่ทางซ้าย รับเลือดจากเอเทรียมซ้าย และบีบเลือดส่งไปทางหลอดเลือดแดงใหญ่ เอออร์ตา (aorta) ซึ่งมีแขนงมากมายไปเลี้ยงทั่วร่างกาย ที่ส่วนต้นของเอออร์ตา มีลิ้นให้เลือดจากเวนตริเคิลซ้ายออกไปได้ แต่จะปิดสนิทไม่ให้เลือดไหลย้อนกลับ

          เมื่อหัวใจหดตัว ก็จะบีบไล่เลือดไปสู่เอออร์ตา และหลอดเลือดแดงแขนงใหญ่ๆ ทันที หลอดเลือดแดงขนาดใหญ่ จึงมีเส้นใยยืดหยุ่นมากในผนัง และยืดออกได้เมื่อหัวใจหดตัวทุกครั้ง เพื่อป้องกันอันตรายที่มีต่อหลอดเลือดขนาดเล็กกว่าอันเนื่องจากความดันของเลือดที่ออกมาอย่างแรง

          เพื่อที่จะควบคุมการส่งเลือดไปยังเนื้อเยื่อต่างๆ ของร่างกายให้เป็นไปอย่างสม่ำเสมอ หลอดเลือดขนาดกลาง จึงมีกล้ามเนื้อเรียบมากขึ้น หลอดเลือดขนาดเล็กจะกลับมีกล้ามเนื้อเรียบน้อยลง

          หลอดเลือดฝอย มีขนาดเล็กมากขนาด ๘-๑๐ ไมครอน ไม่มีกล้ามเนื้อเลย มีแต่เยื่อบุผนังเท่านั้น สำหรับการแลกเปลี่ยนออกซิเจน และ คาร์บอนไดออกไซด์ อาหารและของเสียซึมผ่านผนังได้โดยสะดวกและรวดเร็ว

          เลือดในหลอดเลือดดำไหลช้ากว่า และความดันเลือดก็ต่ำกว่าในหลอดเลือดแดง ดังนั้นหลอดเลือดดำจึงมีขนาดใหญ่กว่าและผนังบางกว่าหลอดเลือดแดง หลอดเลือดดำตั้งต้นจากหลอดเลือดฝอย แล้วก็มีขนาดโตขึ้นๆ จนเข้าสู่เอเทรียมของหัวใจ

          ในปลา หัวใจเป็นเพียงท่ออันเดียว รับเลือดเสียที่ปลายข้างหนึ่ง และบีบไล่เลือดเสียนี้ออกทางปลายอีกข้างหนึ่ง ไปสู่ร่างแหหลอดเลือดฝอยที่เหงือก เพื่อรับออกซิเจน จากน้ำ เมื่อมีวิวัฒนาการของสัตว์บก อากาศเป็นแหล่งของออกซิเจน จึงจำเป็นต้องมีอวัยวะสำหรับการหายใจใหม่ ได้แก่ ปอด ซึ่งเป็นอวัยวะที่ติดต่อกับอากาศภายนอกโดยทางปาก และจมูก วิวัฒนาการของปอดทำให้มีการเปลี่ยนแปลงของระบบเลือดไหลเวียน ซึ่งเลือดเสียกลับเข้าสู่หัวใจแล้ว จะต้องสามารถส่งเลือดเสียไปยังปอดก่อนอื่น เพื่อปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ และรับออกซิเจนแล้ว จึงส่งเลือดที่มีออกซิเจนไปทั่วร่างกาย อันนี้เองเป็นสาเหตุให้มีการเกิดผนังกั้นกลาง ซึ่งแบ่งหัวใจที่เคยเป็นห้องเดียวออกเป็นครึ่งซ้าย
และครึ่งขวา